SMBJ и P6KE — TVS-диоды на 600 Вт
SMBJ и P6KE — две массовые серии защитных TVS-диодов на 600 Вт в импульсе: SMBJ — в корпусе SMB для поверхностного монтажа, P6KE — в корпусе DO-15 с выводами. Главная путаница — в названиях: число в SMBJ означает рабочее напряжение, а в P6KE — напряжение пробоя. Разбираем по даташитам Vishay, как читать таблицы и выбирать диод.
Обновлено Редакция GAW
Содержание
SMBJ и P6KE (Vishay называет их TRANSZORB) — TVS-диоды, или супрессоры: в обычной работе они закрыты, а при коротком импульсе перенапряжения пробиваются и отводят ток импульса, ограничивая напряжение на линии. Устроены они как мощные стабилитроны, но рассчитаны не на постоянный ток, а на импульс: 600 Вт против 0,25–0,5 Вт у BZX84 и BZX55. По даташитам Vishay их ставят для защиты микросхем, MOSFET и сигнальных линий от выбросов при коммутации индуктивной нагрузки и наводок от молнии.
Серии
| Параметр | SMBJ | P6KE |
|---|---|---|
| Корпус | SMB (DO-214AA), поверхностный монтаж | DO-15 (DO-204AC), выводы |
| Импульсная мощность | 600 Вт, импульс 10/1000 мкс | 600 Вт, импульс 10/1000 мкс |
| Рабочее напряжение VWM | 5,0–188 В | 5,8–459 В |
| Напряжение пробоя VBR | 6,4–231 В | 6,8–540 В (двунаправленные — до 440 В) |
| Число в названии | VWM | номинал VBR |
| Постоянная мощность на бесконечном радиаторе | 5 Вт при 50 °C | 5 Вт при температуре выводов 75 °C |
| Прямой импульсный ток (однонаправленные) | 100 А, полусинус 8,3 мс | 100 А, полусинус 8,3 мс |
| Температура кристалла | до 150 °C | до 175 °C |
Импульс 10/1000 мкс — стандартная форма для испытаний, от которой отсчитывают импульсную мощность: ток нарастает за 10 мкс и спадает до половины пикового значения к 1000 мкс. Для более коротких импульсов допустимая мощность выше, для более длинных — ниже (рис. 1 даташита), а с нагревом кристалла она снижается до нуля к 150 °C у SMBJ (рис. 2).
Буква A означает однонаправленный диод, CA — двунаправленный: у него характеристики одинаковы в обе стороны, и полярность не важна. У однонаправленных полоса на корпусе отмечает катод, у двунаправленных полосы нет. Исполнения для автомобильной электроники по AEC-Q101 — с суффиксом HE3 (у SMBJ ещё HM3).
Как читать таблицу
| Строка | Что означает |
|---|---|
| VWM (stand-off voltage) | наибольшее рабочее напряжение: до него диод закрыт и только утекает |
| ID при VWM | ток утечки при рабочем напряжении |
| VBR при IT | напряжение пробоя при испытательном токе 1 или 10 мА |
| IPPM | наибольший пиковый ток импульса 10/1000 мкс |
| VC при IPPM | напряжение ограничения — сколько увидит схема при таком токе |
| ТКН VBR | рост напряжения пробоя с нагревом, около 0,06–0,11 %/°C |
Примеры по даташитам Vishay при 25 °C:
| Диод | VWM | VBR | ID при VWM | IPPM | VC |
|---|---|---|---|---|---|
| SMBJ5.0A | 5,0 В | 6,40–7,07 В | 800 мкА | 65,2 А | 9,2 В |
| P6KE6.8A | 5,8 В | 6,45–7,14 В | 1000 мкА | 57,1 А | 10,5 В |
| SMBJ12A | 12 В | 13,3–14,7 В | 5 мкА | 30,2 А | 19,9 В |
| P6KE15A | 12,8 В | 14,3–15,8 В | 1 мкА | 28,3 А | 21,2 В |
| SMBJ24A | 24 В | 26,7–29,5 В | 1 мкА | 15,4 А | 38,9 В |
| P6KE27A | 23,1 В | 25,7–28,4 В | 1 мкА | 16,0 А | 37,5 В |
| SMBJ36A | 36 В | 40,0–44,2 В | 1 мкА | 10,3 А | 58,1 В |
| P6KE400A | 342 В | 380–420 В | 1 мкА | 1,1 А | 548 В |
Произведение IPPM · VC у всех строк — около 600 Вт: чем выше напряжение диода, тем меньший ток импульса он выдерживает. Напряжение ограничения в 1,6–1,85 раза выше рабочего — схему за супрессором проверяют именно на VC, а не на VWM.
Выбор
- Рабочее напряжение. VWM — не меньше наибольшего напряжения линии с учётом допуска источника. Для шины 12 В — SMBJ12A или P6KE15A, для 24 В — SMBJ24A или P6KE27A.
- Напряжение ограничения. VC при ожидаемом токе импульса не должно превышать предельного напряжения защищаемой микросхемы или транзистора. Если превышает — нужен диод с меньшим VWM там, где допуск питания это позволяет, или защита в несколько ступеней.
- Полярность. Для питания постоянного тока — однонаправленный: при обратной полярности он ещё и проводит в прямом направлении. Для сигналов обеих полярностей и переменного тока — двунаправленный CA.
- Утечка и ёмкость. У низковольтных диодов утечка — сотни микроампер, а ёмкость перехода по графику Vishay — от сотен до тысяч пикофарад и растёт с уменьшением VWM. Для батарейных цепей и быстрых линий связи это может быть неприемлемо — там применяют специализированные ESD-диоды малой ёмкости.
- Корпус. SMBJ — для поверхностного монтажа на плате, по даташиту 600 Вт указаны при медных площадках 5 × 5 мм под каждым выводом; P6KE — для монтажа в отверстия и макетов.
Обычно супрессор ставят у входа, через который приходит помеха: на разъёме питания или на линиях связи вроде RS-485. Выброс от реле или двигателя, которым управляет транзистор схемы, чаще гасят обратным диодом параллельно нагрузке. Другие диоды — в разделе «Диоды».
Частые вопросы
Почему SMBJ12A и P6KE15A подходят для одной и той же линии 12 В?
Потому что серии названы по разным параметрам. У SMBJ число — рабочее напряжение VWM: SMBJ12A не открывается до 12 В, а пробивается при 13,3–14,7 В. У P6KE число — номинал напряжения пробоя: P6KE15A пробивается при 14,3–15,8 В, а его рабочее напряжение — 12,8 В. Поэтому для линии 12 В в серии P6KE берут P6KE15A, а не P6KE12A, у которого VWM всего 10,2 В.
Как выбрать TVS-диод SMBJ?
Рабочее напряжение VWM должно быть не меньше наибольшего рабочего напряжения линии. Затем проверяют напряжение ограничения VC: при пиковом токе импульса на диоде будет именно оно, и его должна выдержать защищаемая схема. Например, у SMBJ12A VC — до 19,9 В при 30,2 А. Для линий переменного тока или сигналов, которые бывают обеих полярностей, берут двунаправленные исполнения с суффиксом CA.
Как расшифровать маркировку SMBJ на корпусе?
На корпусе SMB — двухбуквенный код из даташита Vishay, разный у однонаправленных и двунаправленных: например, SMBJ12A — LE, SMBJ12CA — BE; SMBJ15A — LM и BM; SMBJ24A — LZ и BZ. У части номиналов коды совпадают: SMBJ5.0A и SMBJ5.0CA — оба KE. У однонаправленных полоса на корпусе отмечает катод.
Почему TVS-диод на 5 В нагревается или разряжает батарею?
Из-за утечки при рабочем напряжении. У низковольтных супрессоров она велика: по Vishay SMBJ5.0A при 5 В пропускает до 800 мкА, P6KE6.8A при 5,8 В — до 1 мА, а у двунаправленных до 10 В — вдвое больше. Начиная с рабочих напряжений около 10–13 В утечка падает до единиц микроампер.
Источники
- Vishay. SMBJ5.0A thru SMBJ188A: Surface-Mount TRANSZORB Transient Voltage Suppressors (doc. 88392, revision 09-Jan-2024) — с. 1 — 600 Вт для импульса 10/1000 мкс при скважности 0,01 %, 5 Вт на бесконечном радиаторе при 50 °C, IFSM 100 А, TJ до 150 °C, корпус SMB (DO-214AA), полоса — катод однонаправленных, суффикс CA — двунаправленные; с. 2 — коды маркировки, VBR при IT, VWM, утечка ID, IPPM, VC, ТКН; VF до 3,5 В при 50 А; утечка двунаправленных до 10 В — вдвое больше; рис. 1–4 — мощность от длительности импульса, снижение с температурой, форма импульса, ёмкость
- Vishay. P6KE6.8A thru P6KE540A: TRANSZORB Transient Voltage Suppressors (doc. 88369, revision 27-Sep-2021) — с. 1 — 600 Вт для импульса 10/1000 мкс, 5 Вт при температуре выводов 75 °C, IFSM 100 А, TJ до 175 °C, корпус DO-15 (DO-204AC), VWM 5,8–459 В, VF 3,5 В при 50 А до P6KE220A и 5,0 В от P6KE250A; с. 2 — VBR, VWM, утечка, IPPM, VC, ТКН
Нашли ошибку?
Смотрите также
- ДиодыВыпрямительные, импульсные, Шоттки: параметры, выбор, карточки
- TVS-диодСупрессор: защита от импульсов перенапряжения
- BZX55 и BZX84Стабилитроны DO-35 и SOT-23: ряд напряжений, допуски, маркировка, ТКН
- RS-485Уровни, длина линии, терминаторы, смещение, MAX485, Modbus RTU
- Обратный диодFlyback-диод: защита ключа от выброса индуктивности