Кернеулік импульстардан қорғайтын диодтар

Кіріспе

Электрондық компонент

Транзиенттік кернеуді басу (ТКБ) диоды, сондай-ақ трансил, трансорб немесе тиректор – қосылған сымдарда туындаған кернеу импульстарын тоқтатуға арналған электрондық компонент.

Сипаттама

Құрылғы, индукцияланған кернеу лавиналық бұзылу потенциалынан асып кеткенде, артық токты шунттау арқылы жұмыс істейді. Бұл – өзінен жоғары кернеуді шектеуге арналған құрылғы, оның бұзылу кернеуінен жоғары барлық кернеу импульстарын басады. Кернеу жоғалумен ол автоматты түрде қалпына келеді, бірақ ұқсас номиналды қуатты бар ломдық құрылғыға қарағанда ішкі энергияны көбірек сіңіреді. TVS компоненттерін салыстыру Компонент түрі Қорғау уақыты Қорғау кернеуі Қуатты тарату Сенімді жұмыс істеу Күтілетін қызмет мерзімі Басқа ескертулер Газ разрядтағы түтік > 1 мкс 60–100 В Жоқ Жоқ Шектелген Тек 50–2500 импульс. Желілік қуатты қысқа тұйықтау мүмкін. MOV 10–20 нс > 300 В Жоқ Жоқ Тозу Керек. Тозу. Кернеу деңгейі тым жоғары. Лавиналық TVS 50 пс 3–400 В Төмен Иә Ұзақ Төмен қуатты тарату. Екі бағытты да қол жетімді. Тиристорлық TVS < 3 нс 30–400 В Жоқ Иә Ұзақ Жоғары сыйымдылық. Температураға сезімтал. Өтпелі кернеуді басу диоды бір бағытты немесе екі бағытты болуы мүмкін. Бір бағытты құрылғы, кез келген басқа лавиналық диод сияқты, алға қарай диод ретінде жұмыс істейді, бірақ өте үлкен шың тоқтарды басқаруға арналған және сынақтан өткізілген. Екі бағытты өтпелі кернеуді басу диоды екі лавиналық диодтан тұрады, олар бір-біріне қарама-қарсы бағытта тізбекке жалғанған және қорғалатын тізбекке параллель қосылған. Бұл схемалық тұрғыдан дұрыс болғанымен, физикалық жағынан құрылғылар қазірде бір компонент ретінде жасалады. Өтпелі кернеуді басу диоды варисторлар немесе газ разрядтағы түтіктер сияқты басқа кең таралған кернеуден қорғау компоненттеріне қарағанда кернеу импульстарына жылдамрақ жауап бере алады. Нақты шектеу шамамен бір пикосекундада жүреді, бірақ практикалық тізбекте құрылғыға дейін жететін сымдардың индуктивтілігі жоғары шектейді. Бұл өтпелі кернеуді басу диодтарын өте жылдам және көбінесе зиянды кернеу импульстарына қарсы қорғау үшін пайдалы етеді. Мұндай жылдам кернеу импульстары барлық тарату желілерінде кездеседі және оларды ішкі немесе сыртқы оқиғалар, мысалы, найзағай немесе қозғалтқыштың доғасы сияқты жағдайлар тудыруы мүмкін. Өтпелі кернеуді басушылар, егер олар нақты өнімге арналған кернеуден немесе жағдайдан асып кетсе, бұзылады. TVS үш негізгі режимде бұзылуы мүмкін: қысқа тұйықталу, ашық тізбек және тозу. TVS диодтары кейде Vishay фирмасының TransZorb тауарлық белгісінен TransZorb деп аталады.

The device operates by shunting excess current when the induced voltage exceeds the avalanche breakdown potential. It is a clamping device, suppressing all overvoltages above its breakdown voltage. It automatically resets when the overvoltage goes away, but absorbs much more of the transient energy internally than a similarly rated crowbar device. Comparison of TVS Components Componenttype Protectiontime Protectionvoltage Powerdissipation Reliableperformance Expectedlife Otherconsiderations Gas discharge tube > 1 μs 60−100 V None No Limited Only 50−2500 surges. Can short power line. MOV 10−20 ns > 300 V None No Degrades Fusing required. Degrades. Voltage level too high. Avalanche TVS 50 ps 3−400 V Low Yes Long Low power dissipation. Bidirectional also available. Thyristor TVS < 3 ns 30−400 V None Yes Long High capacitance. Temperature sensitive. A transient voltage suppression diode may be either unidirectional or bidirectional. A unidirectional device operates as a rectifier in the forward direction like any other avalanche diode, but is made and tested to handle very large peak currents. A bidirectional transient voltage suppression diode can be represented by two mutually opposing avalanche diodes in series with one another and connected in parallel with the circuit to be protected. While this representation is schematically accurate, physically the devices are now manufactured as a single component. A transient voltage suppression diode can respond to over voltages faster than other common over voltage protection components such as varistors or gas discharge tubes. The actual clamping occurs in roughly one picosecond, but in a practical circuit the inductance of the wires leading to the device imposes a higher limit. This makes transient voltage suppression diodes useful for protection against very fast and often damaging voltage transients. These fast over voltage transients are present on all distribution networks and can be caused by either internal or external events, such as lightning or motor arcing. Transient voltage suppressors will fail if they are subjected to voltages or conditions beyond those that the particular product was designed to accommodate. There are three key modes in which the TVS will fail: short, open, and degraded device. TVS diodes are sometimes referred to as transorbs, from the Vishay trademark TransZorb.