Vorübergehende Spitzen und Überspannungen haben unterschiedliche Auswirkungen auf elektronische Schaltungen, von lästigen kleinen Fehlern bis zu katastrophalen Folgen, die Schäden an Schaltkreiskomponenten verursachen.Die Ursachen für diese vorübergehenden, einschließlich Blitz, statischer Elektrizität und induzierter Entladungen (Abbildung 1).
Abbildung 1. Transients können durch Blitz, statische Elektrizität oder induzierte Entladungen usw. verursacht werden, die schwere Schäden an ungeschützten elektronischen Geräten verursachen können.
Transienten wie diese können Impulse mit Spitzenspannungen von Hunderten von Volt bis zu Zehntausenden von Volt produzieren und Ströme bis zu Kiloampere,mit einer Dauer von Hunderten von Nanosekunden bis zu Millisekunden.
Die Miniaturisierung von IC und Prozessor und die Verringerung der Versorgungsspannung machen sie empfindlicher auf elektrische vorübergehende Phänomene.Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge, die durch mehrere elektronische Systeme gesteuert werden, einschließlich des Motors, der Lenkung, der Bremsung, der Klimaanlage und der Unterhaltung.
Um sensible Schaltungen zu schützen, wurden verschiedene Konstruktionsstrategien entwickelt, darunter abgeschirmte Verkabelung, Filter, Bogenunterdrückung und Klemmvorrichtungen.während der Bogenunterdrücker und der Klemmschutz aktiv sind. Bogenunterdrückungsvorrichtungen wie Funkenöffnungen, Gasentladungsschläuche und Thyristoren leiten vorübergehende Ströme zum Schutz des Stromkreises zur Erde.die geschützte Ausrüstung funktioniert nicht, aber sobald der Übergang verschwunden ist, kann die Ausrüstung normal funktionieren.
Einheit für die Aufnahme von elektrischem Strommit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W,Diese Technologien können getrennt oder gleichzeitig verwendet werden. Die TVS-Diode wird aufgrund ihrer schnellen Reaktion und ihrer großen Leistungsaufnahme häufig als Klemmvorrichtung verwendet.
Diode zur Übergangsspannungsunterdrückung
TVS-Diode ist eine Lawinendiode, die als Klemmvorrichtung verwendet wird.Es schaltet übermäßigen Strom ab und hält oder klemmt die Spannung bei einem konstanten PotenzialWenn die angebrachte Spannung unter dem Ausfallwert liegt, wird sie automatisch zurückgesetzt.
TVS-Dioden können als einseitige Vorrichtungen verwendet werden, um Transienten von einpolaren oder bidirektionalen Vorrichtungen zu verhindern, um Transienten beider Polaritäten zu verhindern (Abbildung 2).Zwei-richtungs-Geräte können symmetrisch sein, auf eine beliebige Polaritätsspannung mit gleicher Amplitude oder asymmetrisch, auf verschiedene Spannungsstufen entsprechend der Polarität des Transienten geklemmt.
Abbildung 2: Die Strom-Spannungs-Ausfallmerkmale der drei TVS-Geräte und ihre schematischen Symbole.
Das Funktionsprinzip der einseitigen TVS-Diode ist dem der einfachen Diode ähnlich.Es ist eingeschaltet, wenn Vorwärtsverzerrung angewendet wird und nicht eingeschaltet, wenn Rückwärtsverzerrung angewendet wird, bis die Abbruchspannung (VBR) der Diode überschritten istWenn die angebrachte Spannung VBR übersteigt, wird die Diode eingeschaltet und die Spannung an beiden Enden bei der Klemmspannung (VC) gehalten.Die maximale Leistung, die diese Diode abgeben kann, ist Spitzenimpulsstrom (IPP) x VC.
Zwei-Wege-TVS-Dioden entsprechen zwei Dioden back-to-back. Wenn die Ausfallspannung (VBR) in keiner Richtung überschritten wird, fließt nur ein kleiner Umkehrleckstrom (IR).Diese Operation ist symmetrisch, weil die Abbruchspannungsamplituden für beide Verzerrungsbedingungen gleich sind.
Asymmetrische TVS-Dioden verhalten sich ähnlich wie bidirektionale Geräte, aber die Abbruchspannungen (VBR1 und VBR2) sind unterschiedlich.
Asymmetrische TVS-Diode
Sie möchten vielleicht wissen, warum asymmetrische TVS-Dioden erforderlich sind. Diese Komponenten sind entworfen, um Gate-Treiber auf Siliziumkarbid (SiC) MOSFETs zu schützen.Diese Antriebe sind anfällig für Schäden durch Überspannung transientsSchauen wir uns das SiC-MOSFET oder den Traktionsumrichter für das On-Board-Laden an (Abbildung 3).