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TVS承受浪涌电压如何计算?

发布时间:2020-11-10 15:00:01

    TVS如何计算承受浪涌的电压值?这是使用二极管的常规操作。


    在做浪涌测试时,总是提到的参数是设备所能承受的浪涌电压,如差模 2KV,共模 4KV 等。在选用防浪涌所用的 TVS 时,也就经常考虑这个问题,TVS 哪个参数能对应出不同的浪涌电压值。

在 TVS 选型时,有很多参数需要考虑,如钳位电压、击穿电压、脉冲峰值电流和负载电容等。这里不讨论其他参数,只关注如何计算出所能承受的浪涌电压。


    以二极管SMBJ15A为例,下图中提到了的两个参数:最大钳位电压和脉冲峰值电流,其承受的最大浪涌功率为 最大钳位电压 * 脉冲峰值电流 = 24.4V * 24.6A = 600.24W。这也是我们常说的 SMB 系列 TVS 能承受 600W 功率。如果没有特殊说明,这个功率是在 10/1000us 浪涌测试波形下测量的。

TVS二极管11.png

    实际产品中,最常用的浪涌测试波形为 1.2/50us 和 10/700us,如何将 TVS 承受浪涌功率从 10/1000us 波形下换算到其他波形呢,这就需要看 Spec 中的另一个曲线图:

TVS二极管22.png

    通过上图可以查出,1.2/50us 波形所对应脉冲宽度 50us,对应峰值功率为 2200W 左右。那么这种情况下,反算脉冲峰值电流为 2200W / 24.4V = 90.16A。

如果 SMBJ15A 放在电源端口,在共模时,浪涌发生器内阻为 12 欧姆,那么所能承受的电压为:90.16A * 12ohm = 1082V;


    如果 SMBJ15A 放在电源端口,在差模时,浪涌发生器内阻为 2 欧姆,那么所能承受的电压为:90.16A * 2ohm = 180.3V;


    如果 SMBJ15A 放在非对称信号端口,无论差模共模,浪涌发生器内阻为 42 欧姆,那么所能承受的电压为:90.16A * 42ohm = 3786.9V。


    从上面我们可以看出,一个 TVS 所能承受的最大浪涌电压,不仅与自身的参数相关(最大承受功率、钳位电压等),也和其在电路的位置息息相关(浪涌发生器的内阻值非常重要)