Перейти к содержанию

TVS-диод (супрессор)

TVS-диод — защитный диод, который в обычной работе закрыт и не влияет на схему, а при коротком импульсе перенапряжения открывается и отводит энергию импульса на землю. Им защищают входы питания, интерфейсные линии и выводы микросхем от разрядов и выбросов.

Обновлено Редакция GAW

TVS-диод (transient voltage suppressor, супрессор) — диод, рассчитанный на работу в режиме пробоя при коротких мощных импульсах: разрядах статического электричества, выбросах при коммутации индуктивной нагрузки, наводках от молнии. При рабочем напряжении он закрыт и почти «невидим» для схемы, а при перенапряжении открывается и отводит ток импульса на землю, ограничивая напряжение на защищаемой линии.

Параметры на примере Vishay SMBJ

ТипVWMVBRУтечка при VWMIPPMVC
SMBJ5.0A5 В6,40–7,07 В800 мкА65,2 А9,2 В
SMBJ12A12 В13,3–14,7 В5 мкА30,2 А19,9 В
SMBJ24A24 В26,7–29,5 В1 мкА15,4 А38,9 В
  • VWM (stand-off voltage) — наибольшее рабочее напряжение, при котором супрессор ещё закрыт.
  • VBR — напряжение пробоя при тестовом токе, с которого супрессор начинает открываться.
  • VC — напряжение ограничения при пиковом токе IPPM импульса 10/1000 мкс; его и увидит защищаемая схема.
  • Мощность — у всей серии SMBJ около 600 Вт в импульсе: 65,2 А · 9,2 В ≈ 600 Вт.

Утечка заметна у низковольтных типов: у SMBJ5.0A до 800 мкА при 5 В. Для линий с сигналом обеих полярностей берут двунаправленные супрессоры — у SMBJ это суффикс CA.

Где ставят

На входе питания устройства, на линиях интерфейсов, выходящих наружу, — например, на дифференциальных парах RS-485, — и на выводах разъёмов. В отличие от стабилитрона, который держит напряжение постоянно, супрессор работает только во время импульса. Устройство диодов, параметры и сравнение типов — в статье «Диоды».

Частые вопросы

Чем TVS-диод отличается от стабилитрона?

Оба работают в области пробоя, но TVS рассчитан на короткие мощные импульсы: SMBJ выдерживает 600 Вт в импульсе 10/1000 мкс, а стабилитрон BZX55 — 500 мВт непрерывно. Стабилитрон держит напряжение постоянно, супрессор большую часть времени закрыт и открывается только при перенапряжении.

Как выбрать TVS-диод?

По рабочему напряжению линии: VWM супрессора должно быть не меньше его. Затем проверить напряжение ограничения VC при ожидаемом пиковом токе — его должна выдерживать защищаемая схема, — допустимую утечку и ёмкость. Для линий с сигналом обеих полярностей, например RS-485, берут двунаправленный вариант — у SMBJ это суффикс CA.

Почему схема видит больше, чем напряжение пробоя супрессора?

Потому что напряжение пробоя VBR задано при маленьком тестовом токе, а при пиковом токе импульса на супрессоре падает больше — напряжение ограничения VC. У SMBJ12A пробой 13,3–14,7 В, а ограничение при пиковом токе 30,2 А — до 19,9 В. Схему выбирают так, чтобы она выдержала именно VC.

Источники

  1. Vishay. SMBJ5.0A thru SMBJ188A: Surface-Mount TRANSZORB Transient Voltage Suppressors (doc. 88392, 2024) — VWM, VBR, утечка, IPPM и VC для импульса 10/1000 мкс; 600 Вт; суффикс CA — двунаправленные
  2. Vishay. Find the Right ESD or TVS Diode, Technical Note (doc. 85943, 2016) — назначение супрессоров, исходные данные для выбора: рабочее напряжение, утечка, ёмкость, допустимое напряжение схемы, параметры импульса

Нашли ошибку?

Смотрите также