Doorlopende spanningspieken en -overspanningen hebben verschillende mate van invloed op elektronische schakelingen, variërend van vervelende kleine storingen tot catastrofale gevolgen die schade aan schakelcomponenten veroorzaken.De oorzaken van deze tijdelijke verschijnselen zijn uiteenlopend., met inbegrip van bliksem, statische elektriciteit en geïnduceerde ontladingen (figuur 1).
Figuur 1. Transients kunnen worden veroorzaakt door bliksem, statische elektriciteit of geïnduceerde ontladingen, enz., die ernstige schade kunnen veroorzaken aan onbeschermde elektronische apparatuur.
Transiënten als deze kunnen impulsen produceren met piekspanningen variërend van honderden volts tot tienduizenden volts en stromen tot kiloamperen.met een duur van honderden nanoseconden tot milliseconden.
De miniaturisering van IC en processor en de vermindering van de voedingsspanning maken ze gevoeliger voor elektrische voorbijgaande verschijnselen.Dit geldt met name voor voertuigen die worden bestuurd door meerdere elektronische systemen., met inbegrip van de motor, het stuur, het remmen, de airconditioning en de entertainment.
Om gevoelige schakelingen te beschermen, zijn verschillende ontwerpstrategieën ontwikkeld, waaronder afgeschermde bedrading, filters, boogonderdrukking en klemtoestellen.terwijl de boog onderdrukking en klem bescherming actief zijn. Boogonderdrukkingsapparaten zoals vonkluizen, gasontladingsbuizen en thyristors leiden voorbijgaande stromen naar de grond om het circuit te beschermen.de beschermde apparatuur werkt niet, maar zodra de tijdelijke verdwijnt, kan de apparatuur normaal werken.
een vermogen van niet meer dan 10 W,met een vermogen van niet meer dan 50 W,Deze technologieën kunnen afzonderlijk of gelijktijdig worden gebruikt.
Diode voor de onderdrukking van de transiënte spanning
De TVS-diode is een lawine diode die wordt gebruikt als klemtoestel.het schakelt overmatige stroom af en houdt of sluit de spanning op een constant potentieelWanneer de toegepaste spanning lager is dan de onderbrekingswaarde, wordt deze automatisch opnieuw ingesteld.
TVS-dioden kunnen worden gebruikt als eenrichtingsapparatuur om transiënten van eenzijdige of tweerichtingsapparatuur te voorkomen om transiënten van beide polariteiten te voorkomen (figuur 2).Bi-directionele apparaten kunnen symmetrisch zijn, geklemd op elke polariteitsspanning met dezelfde amplitude, of asymmetrisch, geklemd op verschillende spanningsniveaus volgens de polariteit van het transiënt.
Figuur 2: De stroom-spanningsonderbrekingskenmerken van de drie TVS-apparaten en hun schematische symbolen.
Het werkingsprincipe van eenrichtings-TVS-dioden is vergelijkbaar met dat van eenvoudige dioden.Het is aan wanneer de voorste bias wordt toegepast en niet aan wanneer de omgekeerde bias wordt toegepast totdat de breukspanning (VBR) van de diode wordt overschredenWanneer de toegepaste spanning de VBR overschrijdt, wordt de diode ingeschakeld en wordt de spanning aan beide uiteinden gehandhaafd bij de klemspanning (VC).Het maximum vermogen dat deze diode kan afvoeren is piekpulsstroom (IPP) x VC.
Twee-richtings TVS-dioden zijn gelijk aan twee dioden back-to-back.Deze bewerking is symmetrisch omdat de breukspanningsamplitudes voor beide biascondities hetzelfde zijn.
Asymmetrische TVS-dioden gedragen zich vergelijkbaar met tweerichtingsapparaten, maar de breukspanningen (VBR1 en VBR2) zijn verschillend.
Asymmetrische TVS-diode
Deze componenten zijn ontworpen om poortdrivers op siliciumcarbide (SiC) MOSFET's te beschermen.Deze aandrijvingen zijn kwetsbaar voor schade als gevolg van overspanning transiëntenLaten we eens kijken naar de SiC MOSFET of tractie-omvormer voor het opladen aan boord (figuur 3).