Напряжение ограничения (VC)
TVS-диод не держит напряжение ровно на уровне пробоя: чем больше ток импульса, тем выше напряжение на нём. Напряжение ограничения — это то, что увидит защищаемая схема при наибольшем токе импульса, и именно его сравнивают с предельным напряжением микросхем.
Обновлено Редакция GAW
Напряжение ограничения (clamping voltage, VC) — наибольшее напряжение на TVS-диоде при заданном пиковом токе импульса. В даташите его указывают при наибольшем токе IPPM для стандартного импульса 10/1000 мкс. Это напряжение, которое увидит защищаемая схема в худшем случае.
У супрессора три характерных напряжения:
| Параметр | Что означает | SMBJ12A (Vishay) |
|---|---|---|
| VWM | рабочее: до него диод закрыт и только утекает | 12 В, утечка до 5 мкА |
| VBR | пробой при испытательном токе 1 мА | 13,3–14,7 В |
| VC | ограничение при пиковом токе 30,2 А | до 19,9 В |
Отношение VC к VWM у серий SMBJ и P6KE — от 1,6 до 1,85, поэтому защищаемая цепь должна выдерживать заметно больше рабочего напряжения. При меньшем токе импульса напряжение на диоде ниже — оно лежит между VBR и VC.
Произведение IPPM и VC в таблицах Vishay — около 600 Вт: это импульсная мощность диода. Примеры, обозначения серий и выбор — в карточке SMBJ и P6KE. Похожим образом ведёт себя и стабилитрон: напряжение на нём растёт с током, но он рассчитан на постоянную работу, а не на короткие мощные импульсы.
Частые вопросы
Чем напряжение ограничения отличается от напряжения пробоя?
Напряжение пробоя VBR задано при маленьком испытательном токе — 1 или 10 мА. При пиковом токе импульса на диоде падает заметно больше: у SMBJ12A пробой — 13,3–14,7 В, а напряжение ограничения при 30,2 А — до 19,9 В. Именно оно приходит на защищаемую схему.
Как использовать VC при выборе супрессора?
Сначала по рабочему напряжению линии выбирают VWM, затем проверяют, что VC при ожидаемом токе импульса не превышает предельного напряжения защищаемой микросхемы или транзистора. Если превышает, нужна защита в несколько ступеней или ограничение тока импульса последовательным сопротивлением.
Почему VC у TVS-диодов в полтора-два раза выше рабочего напряжения?
Потому что между рабочим напряжением и пробоем нужен запас, чтобы диод не открывался и мало утекал, а при большом токе к напряжению пробоя добавляется падение на сопротивлении кристалла. В таблицах Vishay VC при наибольшем токе импульса — в 1,6–1,85 раза выше VWM.
Источники
- Vishay. SMBJ5.0A thru SMBJ188A: Surface-Mount TRANSZORB Transient Voltage Suppressors (doc. 88392, revision 09-Jan-2024) — с. 2 — VWM, VBR при IT, IPPM и наибольшее VC при IPPM для импульса 10/1000 мкс: SMBJ5.0A — 9,2 В при 65,2 А, SMBJ12A — 19,9 В при 30,2 А, SMBJ36A — 58,1 В при 10,3 А
- Vishay. P6KE6.8A thru P6KE540A: TRANSZORB Transient Voltage Suppressors (doc. 88369, revision 27-Sep-2021) — с. 2 — те же столбцы для DO-15: P6KE15A — VWM 12,8 В, VBR 14,3–15,8 В, VC 21,2 В при 28,3 А
Нашли ошибку?