常用过压保护器件选型分析

kiygb

在电路设计中，随着技术的发展，电路保护器件有越来越多的种类，根据不同的防护要求，每种电路保护器件能达到的不同防护等级。那么电路保护器件的选择和应用是否合理，就成为了影响电路是否高效可靠的重要原因之一。我们常常需要结合保护器件的工作原理，工作条件和使用环境来考虑，今天我们要讨论的是过压保护器件，它用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏。
' P# {: h  K  N# z
过压器件又根据作用方式的不同分为钳位型和开关型。开关型过压器件就是我们熟知的防雷器件：陶瓷气体放电管、半导体放电管和玻璃放电管，另一类的钳位型过压器件有钳位型过压器件有瞬态抑制二极管、压敏电阻、贴片压敏电阻和ESD放电二极管。

  w/ \# `4 K% x7 m) x: P9 r; C/ e过压保护器件选型应注意以下四个要点：

1）关断电压Vrwm的选择。一般关断电压至少要比线路最高工作电压高10%；

2）箝位电压VC的选择。VC是指在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压；

3）浪涌功率Pppm的选择。不同功率，保护的时间不同，如600w（10/1000μs）;300W（8/20μs）；

9 \( s2 B& l/ ]( S4）极间电容的选择。被保护元器件的工作频率越高，要求TVS的电容要越小。

以下是汇总的开关型|钳位型过压器件的选型要点：
6 x# r  t1 e0 T0 R
) e8 h! u5 E4 q5 v9 U: E陶瓷气体放电管选型要点：
7 i, M( M' u0 V  ]9 \; {
1.电压选型
' M) F, ]* }. v( r2 r8 B2 D
) r/ A6 W* X8 X& r9 f: _单独使用GDT：弧光压要高于用户的正常工作电压，并留有一定的余量。

* s  m6 h; t, B( a, r与MOV配合使用：直流击穿电压要高于用户的正常工作电压，并留有一定的余量。

! O+ n2 }3 D- S2 {7 E  v7 V2.GDT的通流量应根据防雷电路的设计指标来定，GDT通流量需大于防雷电路设计的通流容量。

2 K) p# R# a$ U1 g( T9 p7 L半导体放电管选型要点：

. V6 d+ z$ I" A  M+ K1 L1.信号接口的电平要低于Vs，并留有一定的余量。
$ W- y0 Z! D' N3 n8 d: x
. U5 p# E4 a$ C# Y2.根据要过浪涌的等级来选择不同通流量的TSS。

3.电路的正常工作电流不能高于TSS的保持电流。
/ O2 p# E! I5 z% e) a
玻璃放电管选型要点：

  ^4 r: ?% z; ~2 E7 X% D! }$ \1.直流击穿电压要高于用户的正常工作电压。

/ u$ z! U1 J  Q' v! ]# V1 R2.玻璃放电管的通流量应根据防雷电路的设计指标来定，玻璃放电管通流量需大于防雷电路设计的通流容量。
, L- S5 _; O/ t! Y- t/ X4 m% m, E
压敏电阻/贴片压敏电阻选型要点：

6 e' z" o  y" W4 r; b; U% c1.压敏电压要高于用户的正常工作电压，并留有一定余量；

) f  A8 \5 m% o. m( e2.压敏电阻的通流量应根据防雷电路的设计指标来定，压敏电阻通流量需大于防雷电路设计的通流容量。
) v: J0 \9 ~' ^* o% n
8 M' k! `) i0 M& G瞬态抑制二极管选型要点：

1.TVS的击穿电压要高于用户的正常工作电压，并留有一定的余量。
+ u' g, B% u* z/ L. ]! ~
2.根据不同的应用接口选择使用双向还是单向的TVS。

直流电源接口一般使用单向的TVS。

2 y8 i! N3 \! G9 K% M/ Q  `- \$ r交流电源接口和通信接口一般使用双向的TVS。
; W$ q$ s! w' v$ Q3 U. `/ p
/ ?, K4 |1 f7 e0 d' D$ p9 d- _3.根据要过的浪涌等级来选择不同功率的TVS

ESD放电二极管选型要点：
& v/ A7 T2 S; k/ f
1.ESD的击穿电压要高于用户的正常工作电压，并留有一定的余量。

2.根据不同的应用接口选择使用双向还是单向的TVS。
* \# {. O- H' X2 _: H4 E$ e# U3 P
直流电源接口一般使用单向。
- `/ Q0 ?0 h1 v. G: g
: h8 D( a" {/ A& b交流电源接口和通信接口一般使用双向的TVS。

3.接口的工作频率越高，容值要选越低。

ESD放电二极管的产品选型最终还是要根据各个客户的具体需求选择适合的ESD型号。在为客户选型和提供产品方案的时候，一定要切记，遵循以下两个原则：
4 Q3 R. i& U0 `0 h  i1 [
Vdrw≥电路上的工作电压

- m- k7 }: A' Y6 \3 d8 K3 Z根据应用端口，防护等级选择贴片压敏电阻或者是二极管，根据传输频率选择电容值，频率越高，器件的容值就要越低，容值太大容易造成信号丢包，因此，一定要根据自身需求选择最适合的ESD
; i1 G( P  k7 C3 p' }. D' i- V8 n% R

nuiga

单独使用GDT，
弧光压要高于用户的正常工作电压，并留有一定的余量

ssdgh

被保护元器件的工作频率越高，要求TVS的电容要越小

muzitongxue

根据要过浪涌的等级来选择不同通流量的TSS

faker12

GDT通流量需大于防雷电路设计的通流容量