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干货丨稳压管的利用

2023-08-01 17:24

上次为各人介绍了二极管中整流二极管的道理及利用,整流二极管重要利用二极管正向导通反向截止的个性进行整流,而今天为各人介绍另表一种类型的二极管,这个类型的二极管工作方式与整流管齐全相反,它就是稳压管。

       稳压二极管,又叫齐纳二极管,性质上,它也是正向导通反向截止,与通常整流管不一样的是,通常整流管反向电压施加到肯定水平,会导致二极管的反向击穿,对二极管造成不成逆的败坏;而稳压管却是利用这个反向击穿,在肯定电流领域内,让自身电压不变在击穿电压左近。

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(图片转自 网络)

       我们能够看到上面这个稳压管的伏安曲线图,施加正向电流时与通常整流管无异,但施加反向电流到肯定水平时,稳压管起头击穿,并在肯定电流领域内维持固定电压。

       在反向施加电流时,各人能够留心压治理解成一根大管路里面的压力阀,这个压力阀直径比整个管路幼,且在肯定水压的领域内不打开,只有管路水的压力大到肯定水平,压力阀被冲开,水流通过幼直径的压力阀流通。这里面管路的直径和压力阀的直径能够看作主电路电压和稳压管的不变电压,水的流速快慢就是电流。

    但值妥贴心的是,这个压力阀必要水流有肯定流速能力齐全打开,流速不够的情况下,压力阀处于半开状态,只有流速达到肯定的量能力齐全打开。

    而这个“流速”,称为Iz,稳压管在电压达到击穿电压Vz,电流未达到Iz时,可能进入击穿状态,但稳压成效往往不尽如人意,所以在进行稳压管的使用时,要额表把稳Iz的值。

    那么,稳压管的电流能够无限增大么?当然不能,不论是什么二极管都有极限值。而稳压管的这个极限,就是Izm。电流超过Izm时,稳压管的温度将不受节造,甚至销毁。

    在汽车电路中,由于各个电器总成或元件的工作电流比力大,使汽车电源系统的电压会出现颠簸,因而,在一些必要精确电压值的处所时时利用稳压管来获取所需电压。

    今天除了齐纳二极管,也给各人介绍另表两种工作道理类似的二极管,它们别离是TVS二极管和ESD二极管。

    TVS二极管,中文全称瞬态抑造二极管(Transient Voltage Suppressor),它的表型与通常二极管一样,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率:它的重要特点是在反向利用前提下,当接受一个高能量的大脉冲时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预约值,有效地�;さ缱酉呗分械木茉骷�,免受各类浪涌脉冲的败坏。当异常的高压隐没过后,电路进入到正常工作状态的时辰,又复原到高阻态。而ESD二极管也是TVS管的一种。

    既然工作道理与齐纳二极管类似,那姑且也将其迸作成压力阀,与齐纳二极管分歧的是,TVS这个“压力阀”是主管路的分支,并不工作在主管路中。当主管路压力过大时,分支的压力阀进行泄放,从而让主管路水压复原到正常工作的压力领域内。具体电路利用可见下图,左边尖峰暗示浪涌电压,经过TVS的吸收泄放到地之后,复原成右边电路可接受的电压领域,预防对右边负载造成不成逆的败坏。

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(图片转自 网络)

    从上图也能看出,TVS和齐纳二极管最大的区别:TVS通常不产生击穿导通,只有出现异常电压脉冲时导通;齐纳二极管则是长功夫工作在击穿状态。那么齐纳二极管管是否可能代替TVS管或者TVS管是否能代替齐纳二极管呢,答案是否定的,重要原因有两点:1、稳压管的响应速度远不如TVS管;2、TVS管是接受瞬态浪涌的,无法像齐纳二极管一样长功夫工作;3、两种管子的功率领域不在一个量级,TVS最高功率是KW级别,而稳压管能上10W都算高了。

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(图片来自LRC产品推荐)

    以上为TVS的伏安曲线图,选型时通常需把稳的图中的VRWM(最大反向工作电压)、VBR(击穿电压)、VC(箝位电压);通常VRWM的选择需高于正常工作电压1.2到1.3倍,不然TVS会长功夫处于工作状态;VC要幼于后级电路能接受的最大电压,不然无法起到�;こ尚�。选型时还需关注IPP(脉冲峰值电流)和PPP(脉冲峰值功率),这决定了TVS管可能吸收脉冲能量的上限。

       下面来讲讲ESD二极管(Electrical Suppression Diodes),之前有提到ESD也属于TVS的一种,它的工作道理、参数标定和TVS也险些齐全一致(在这不做赘述),那么ESD和TVS的重要区别是什么呢?

    ESD二极管职能是防静电,重要利用于板级�;ぃㄍǔJ蔷驳缑舾械腎C和MCU)。而TVS二极管职能是防浪涌过电压,重要利用于低级和次级�;ぃㄍǔJ堑缭醇叮�。

    并且ESD能够做出ESD阵列,对电路进行多线�;�,而TVS由于功率需要,通常不做阵列。

    参数方面,ESD与TVS需要多关注的一个参数:Cj(结电容),由于不论是利用在信号线还是必要接管信号的MCU,太大的结电容城市影响到信号波形,所以ESD的结电容不能做的太高。

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(图片来自LRC产品推荐)

    以上为TVS的伏安曲线图,选型时通常需把稳的图中的VRWM(最大反向工作电压)、VBR(击穿电压)、VC(箝位电压);通常VRWM的选择需高于正常工作电压1.2到1.3倍,不然TVS会长功夫处于工作状态;VC要幼于后级电路能接受的最大电压,不然无法起到�;こ尚�。选型时还需关注IPP(脉冲峰值电流)和PPP(脉冲峰值功率),这决定了TVS管可能吸收脉冲能量的上限。

       下面来讲讲ESD二极管(Electrical Suppression Diodes),之前有提到ESD也属于TVS的一种,它的工作道理、参数标定和TVS也险些齐全一致(在这不做赘述),那么ESD和TVS的重要区别是什么呢?

    ESD二极管职能是防静电,重要利用于板级�;ぃㄍǔJ蔷驳缑舾械腎C和MCU)。而TVS二极管职能是防浪涌过电压,重要利用于低级和次级�;ぃㄍǔJ堑缭醇叮�。

    并且ESD能够做出ESD阵列,对电路进行多线�;�,而TVS由于功率需要,通常不做阵列。

    参数方面,ESD与TVS需要多关注的一个参数:Cj(结电容),由于不论是利用在信号线还是必要接管信号的MCU,太大的结电容城市影响到信号波形,所以ESD的结电容不能做的太高。

 

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