时间: 2024-06-02 21:00:09 | 作者: 给煤机
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TVS二极管选型中需要仔细考虑的一个重要参数就是TVS二极管的功率,TVS二极管功率选大了会导致我们的BOM成本高,同时TVS二极管的封装也更大,从而增加PCB布局难度,但是TVS二极管功率选小了也不行,当其遭受瞬态脉冲时,TVS二极管最终可能击穿烧毁,那到底怎么选呢?
首先你要清楚你的产品需要做哪些测试?不同的产品都有对应的EMC测试标准,比如如果你是工业产品,那么你在大多数情况下要通过IEC 61000-4-5标准,如果你是汽车电子产品,那么你可能一定要通过ISO 7637-2:2011标准,标准中会定义你这样的产品需要做哪些脉冲测试,对应的脉冲波形也会定义清楚。我们应该从瞬态脉冲波形中获取波形的峰值电压Umax,波形输出的内阻Rs,波形的脉冲维持的时间td这三个信息即可。
功率P=U*I,要想计算功率,就需要得到最大箝位电压Vcl,脉冲峰值电流Ipp,有人说TVS二极管规格书里定义的有最大箝位电压Vcl和脉冲峰值电流Ipp,是不是直接拿这俩数据计算啊?
答案是否定的,原因TVS二极管规格书中的这两个参数是在特定的波形下测出来的,厂家也会在TVS二极管规格书说明他们的测试波形是怎样的,一般都是下图这种。所以最大箝位电压Vcl,脉冲峰值电流Ipp取决于你的测试波形,所以要想计算TVS二极管功率,一定要先搞清楚你的测试波形是什么。
那如何根据你用到的测试波形计算最大箝位电压Vcl,脉冲峰值电流Ipp呢?VCL_max =VBR_max+Ipp×RDYNVBR_max:TVS二极管的最大击穿电压,规格书中有定义Ipp:脉冲峰值电流=波形的峰值电压Umax/波形输出的内阻Rs来估算RDYN:TVS二极管的动态电阻,规格书中有定义。(备注:有些规格书中没有说明此RDYN参数,怎么办呢?在此不做赘述,后续再开文章讲解)
TVS二极管能承受的峰值脉冲功率会随环境和温度的升高而降低,比如一个1500W的TVS二极管,环境和温度为25℃时,其峰值脉冲功率为1500W,但是当环境和温度为100℃时,其峰值脉冲功率仅为1500W*26%=390W,所以环境和温度的影响不可忽视。
TVS二极管能承受的峰值脉冲功率会随脉冲维持的时间的增加而降低,比如一个1500W的TVS二极管,脉冲维持的时间为1ms时,其峰值脉冲功率为1500W,但是当脉冲维持的时间为5ms时,其峰值脉冲功率仅为700W,所以脉冲维持的时间的影响不可忽视。(备注:此处TVS规格书中的脉冲时间时间指的是指数波,如果你的测试波形是方波或者正弦波则要重新计算此时间,怎么计算呢?我之前的二极管IFSM的文章已经讲解过,有兴趣的可以翻看)
前提条件:假定瞬态脉冲波形为指数波,峰值电压Umax 200V,波形输出的内阻Rs 20Ω,波形的脉冲维持的时间td 5ms。TVS二极管击穿电压30V,动态电阻200mΩ,TVS二极管额定功率1500W,环境和温度100℃。
所以当前TVS二极管功率选型有问题,要选择更大功率的TVS二极管才行。
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