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详谈快恢复二极管和TVS管的区别、选型及特点

发布时间:2019-03-11 责任编辑:lina

【导读】快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同,它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I,构成P-I-N硅片。由于基区很薄,反向恢复电荷很小,不仅大大减小了trr值,还降低了瞬态正向压降,使管子能承受很高的反向工作电压。
 
快恢复二极管结构特点
 
快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同,它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I,构成P-I-N硅片。由于基区很薄,反向恢复电荷很小,不仅大大减小了trr值,还降低了瞬态正向压降,使管子能承受很高的反向工作电压。
 
快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降约为0.6V,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小,使其trr可低至几十纳秒。20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看,可分成单管、对管(亦称双管)两种。对管内部包含两只快恢复二极管,根据两只二极管接法的不同,又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C20-04型快恢复二极管(单管)的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型(共阴对管)、MUR1680A型(共阳对管)超快恢复二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装,几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安~几千安)的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。
 
快恢复二极管注意事项(1)有些单管,共三个引脚,中间的为空脚,一般在出厂时剪掉,但也有不剪的。(2)若对管中有一只管子损坏,则可作为单管使用。(3)测正向导通压降时,必须使用R×1档。若用R×1k档,因测试电流太小,远低于管子的正常工作电流,故测出的VF值将明显偏低。在上面例子中,如果选择R×1k档测量,正向电阻就等于2.2kΩ,此时n′=9格。由此计算出的VF值仅0.27V,远低于正常值(0.6V)。
 
TVS管的四大应用(1)TVS管在TN电源系统的应用雷电过电压波、负载开关等人为操作错误引起的过电压容易通过供电线路侵入电气电子设备内部,造 成电气电子设备失效、误动作,甚至造成设备的永久性损坏,造成严重经济损失。通过在电源线路上安装浪涌吸收装置MOV和TVS,实施两级保护,并对L、N 线进行共模、差模保护。
 
具体做法是在线路的前端安装MOV作为第一级SPD保护,泄放大部分雷电流,在线路的末端(设备前端)安装大功率TVS管作为第二 级SPD保护,进一步削弱过电压波幅值,将电网电压降至E/I安全耐压范围之内。要注意的是,MOV与TVS应达到电压和能量的协调与配合,AB之间的线 路长度不应小于5 m,否则应增加线路长度或安装退耦器件。
(2)TVS管在网络信号线路的应用TVS管不仅可以用于电源系统的浪涌防护,还可以用于信号线路的浪涌保护,采用气体放电管GDT与TVS管组合成信号浪涌保护器,其特点是反应快,漏流小,几乎对信号无损耗,可以对高速网络线路提供安全、可靠的保护。
 
(3)TVS管在直流电源系统的应用一台普通PC电脑的供电电源电路,市电AC 220 V经过变压器降压至AC 20 V,再经调制整流电路,输出DC 10 V 直流电源,接入负载。通过在变压器输出端安装双向瞬态电压抑制器TVS1,吸收L 及N 线的瞬时冲击脉冲电流,将电路电压箝制在安全电压水平,TVS1可以保护变压器后端整流器及其他电路元器件。在整流器后的直流电源输出端安装单向瞬态电压 抑制器TVS2,用于保护直流负载免受过电压电电流冲击。
 
(4)TVS管在晶体管电路的应用晶体三极管作为电流控制型器 件,是电子集成电路中的重要组成部分,可分为NPN 管和PNP 管两类,应用于开关电路、放大电路和稳压电路。为了使晶体管电路免受ESD/EFT(静电放电/电快速瞬变脉冲群)等浪涌电压的干扰,在电路的输入 端和输出端分别加入TVS1、TVS2进行保护。
 
详谈快恢复二极管和TVS管的区别、选型及特点
 
快恢复二极管和TVS的区别快恢复二极管和tvs管不可以是两个完全不同性质的元件,绝对不可以互换。TVS是瞬间过压保护元件,无法承受工频电流,只能用在瞬间过压保护电路中。快恢复二极管用在高频等电路整流滤波的地方,压降小,速度快,发热量也小,比如开关电源电路中等。瞬态电压抑制器(TVS)是用来消除电压尖脉冲的,保护电路用的,比如接在数据接口用来防雷击,电压波动等。
 
TVS常用作电压钳位与稳压二极管一样用,只不过其能承受的瞬间功率非常大,如1.5KE200可以承受瞬间1.5KW的功率,原理上应该是工作于挤纳击穿;(超)快速恢复管讲的是二极管工作时电子空穴的恢复快慢,一般工作于正象偏压,经常应用于开关电源整流等高频信号场合,如FR107,4148,F4007等都是快速恢复管(一般情况下反向恢复时间都不超过150ns;4148又叫做开关二极管,只因为它的反向恢复时间很端——只有4ns);另在开关电源整流中还有一种最常用的,叫做“稍特基管”的二极管,此类管子不存在电子空穴的问题,也不存在反向恢复时间。
 
TVS型二极管和快恢复二极管在电路中都是用来作稳压用,但工作机理不同。 TVS型二极管是一种压敏二极管,是根据它的端电压的变化来改变它的电阻值达到稳压作用。快恢复二极管是一种齐纳二极管,即“雪崩”二极管,当它的端电压超过它的阀值时,PN结击穿来改变它的反向电阻来达到稳压作用。两者的工作机理完全不同,接法也不同,在电路中不能直接代换。

 
                                               
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