干货丨稳压管的应用
2023-08-01 17:24
上次为各人先容了二极管中整流二极管的原理及应用,整流二极管主要使用二极管正向导通反向阻止的特征举行整流,现在天为各人先容另外一种类型的二极管,这个类型的二极管事情方法与整流管完全相反,它就是稳压管。
稳压二极管,又叫齐纳二极管,实质上,它也是正向导通反向阻止,与通俗整流管纷歧样的是,通俗整流管反向电压施加到一定水平,会导致二极管的反向击穿,对二极管造成不可逆的损坏;而稳压管却是使用这个反向击穿,在一定电流规模内,让自身电压稳固在击穿电压周围。

(图片转自 网络)
我们可以看到上面这个稳压管的伏安曲线图,施加正向电流时与通俗整流管无异,但施加反向电流到一定水平时,稳压管最先击穿,并在一定电流规模内维持牢靠电压。
在反向施加电流时,各人可以留心压管明确成一根大管道内里的压力阀,这个压力阀直径比整个管道小,且在一定水压的规模内不翻开,只有管道水的压力大到一定水平,压力阀被冲开,水流通过小直径的压力阀流通。这内里管道的直径和压力阀的直径可以看作主电路电压和稳压管的稳固电压,水的流速快慢就是电流。
但值得注重的是,这个压力阀需要水流有一定流速才华完全翻开,流速不敷的情形下,压力阀处于半开状态,只有流速抵达一定的量才华完全翻开。
而这个“流速”,称为Iz,稳压管在电压抵达击穿电压Vz,电流未抵达Iz时,能够进入击穿状态,但稳压效果往往不尽如人意,以是在举行稳压管的使用时,要特殊注重Iz的值。
那么,稳压管的电流可以无限增大么?虽然不可,不管是什么二极管都有极限值。而稳压管的这个极限,就是Izm。电流凌驾Izm时,稳压管的温度将不受控制,甚至销毁。
在汽车电路中,由于各个电器总成或元件的事情电流较量大,使汽车电源系统的电压会泛起波动,因此,在一些需要准确电压值的地方经常使用稳压管来获取所需电压。
今天除了齐纳二极管,也给各人先容另外两种事情原理类似的二极管,它们划分是TVS二极管和ESD二极管。
TVS二极管,中文全称瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor),它的外型与通俗二极管相同,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率:它的主要特点是在反向应用条件下,当遭受一个高能量的大脉冲时,它能以10的负12次方秒量级的速率,将其南北极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使南北极间的电压箝位于一个预定值,有用地�;さ缱酉呗分械南该茉骷�,免受种种浪涌脉冲的损坏。当异常的高压消逝事后,电路进入到正常事情状态的时间,又恢复到高阻态。而ESD二极管也是TVS管的一种。
既然事情原理与齐纳二极管类似,那暂时也将其比喻成压力阀,与齐纳二极管差别的是,TVS这个“压力阀”是主管道的分支,并不事情在主管道中。当主管道压力过大时,分支的压力阀举行泄放,从而让主管道水压恢复到正常事情的压力规模内。详细电路应用可见下图,左边尖峰体现浪涌电压,经由TVS的吸收泄放到地之后,恢复成右边电路可接受的电压规模,阻止对右边负载造成不可逆的损坏。

(图片转自 网络)
从上图也能看出,TVS和齐纳二极管最大的区别:TVS通常不爆发击穿导通,只有泛起异常电压脉冲时导通;齐纳二极管则是长时间事情在击穿状态。那么齐纳二极管管是否能够替换TVS管或者TVS管是否能替换齐纳二极管呢,谜底是否定的,主要缘故原由有两点:1、稳压管的响应速率远不如TVS管;2、TVS管是接受瞬态浪涌的,无法像齐纳二极管一样长时间事情;3、两种管子的功率规模不在一个量级,TVS最高功率是KW级别,而稳压管能上10W都算高了。

(图片来自LRC产品推荐)
以上为TVS的伏安曲线图,选型时一样平常需注重的图中的VRWM(最大反向事情电压)、VBR(击穿电压)、VC(箝位电压);通常VRWM的选择需高于正常事情电压1.2到1.3倍,不然TVS会长时间处于事情状态;VC要小于后级电路能遭受的最大电压,不然无法起到�;ばЧ�。选型时还需关注IPP(脉冲峰值电流)和PPP(脉冲峰值功率),这决议了TVS管能够吸收脉冲能量的上限。
下面来讲讲ESD二极管(Electrical Suppression Diodes),之前有提到ESD也属于TVS的一种,它的事情原理、参数标定和TVS也险些完全一致(在这不做赘述),那么ESD和TVS的主要区别是什么呢?
ESD二极管功效是防静电,主要应用于板级�;ぃㄍǔJ蔷驳缑舾械腎C和MCU)。而TVS二极管功效是防浪涌过电压,主要应用于初级和次级�;ぃㄍǔJ堑缭醇叮�。
并且ESD可以做出ESD阵列,对电路举行多线�;�,而TVS由于功率需求,通常不做阵列。
参数方面,ESD与TVS需求多关注的一个参数:Cj(结电容),由于不管是应用在信号线照旧需要吸收信号的MCU,太大的结电容都会影响到信号波形,以是ESD的结电容不可做的太高。

(图片来自LRC产品推荐)
以上为TVS的伏安曲线图,选型时一样平常需注重的图中的VRWM(最大反向事情电压)、VBR(击穿电压)、VC(箝位电压);通常VRWM的选择需高于正常事情电压1.2到1.3倍,不然TVS会长时间处于事情状态;VC要小于后级电路能遭受的最大电压,不然无法起到�;ばЧ�。选型时还需关注IPP(脉冲峰值电流)和PPP(脉冲峰值功率),这决议了TVS管能够吸收脉冲能量的上限。
下面来讲讲ESD二极管(Electrical Suppression Diodes),之前有提到ESD也属于TVS的一种,它的事情原理、参数标定和TVS也险些完全一致(在这不做赘述),那么ESD和TVS的主要区别是什么呢?
ESD二极管功效是防静电,主要应用于板级�;ぃㄍǔJ蔷驳缑舾械腎C和MCU)。而TVS二极管功效是防浪涌过电压,主要应用于初级和次级�;ぃㄍǔJ堑缭醇叮�。
并且ESD可以做出ESD阵列,对电路举行多线�;�,而TVS由于功率需求,通常不做阵列。
参数方面,ESD与TVS需求多关注的一个参数:Cj(结电容),由于不管是应用在信号线照旧需要吸收信号的MCU,太大的结电容都会影响到信号波形,以是ESD的结电容不可做的太高。
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