请教一个TVS的使用问题

littleshrimp

请教一个TVS的使用问题 [复制链接]

 

最近在设计温度测量电路
参考了TI的ADS1248和ADS1220方案


上图图是ADS1220的热电偶方案
图中的D1,D2的型号为PTVS13VP1UP
击穿电压:        15.15 V       
钳位电压:        21.5 V




下图是ADS1248的RTD方案

D7用的是P4SMA13CA
击穿电压:        12.4 V       
钳位电压:        18.2 V




我的问题是热电偶方案中的D1,D2（PTVS13VP1UP）是否可以与RTD方案中的D7互换（P4SMA13CA）？

TVS的电压应该如何选择？

qwqwqw2088

能否互换是个问题，
因不知道楼主电路的最大的工作电压，也就是说近似TVS管子的反向关断多大电压
从击穿电压看，不能互换。12.4 V 的击穿电压工作在15.15 V击穿电压电路中 ，击穿电压低，TVS可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。

littleshrimp

PTVSXP1UP_SER-843643.pdf (673.19 KB, 下载次数: 6)

2017-8-17 22:26 上传

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Littelfuse_TVS-Diodes_P4SMA-63078 (1).pdf (154.33 KB, 下载次数: 9)

2017-8-17 22:26 上传

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chunyang

TVS击穿电压的选择遵循以下原则即可：只要TVS的击穿电压低于被保护回路里最脆弱的那个元件所能耐受的极限电压，同时击穿电压须大于被保护回路的正常信号电压峰值。
而TVS的额定承载电流参数的选择需要分析导致TVS动作的干扰信号源性质，TVS的电流承载能力须高于导致TVS击穿事件所发生的峰值电流。

qwqwqw2088

从钳位电压看，勉强可以互换，因为钳位电压是在脉冲峰值电流时候的峰值电压。可以理解为最大稳压。
18.2 V工作在钳位电压为21.5 V电路中，未必是峰值电流，稳压电压低了，还是能起到保护作用，毕竟TVS不是稳压管，瞬间保护作用。既然都是大厂商的方案电路，建议还是最好不换，

littleshrimp

qwqwqw2088 发表于 2017-8-17 23:54
能否互换是个问题，
因不知道楼主电路的最大的工作电压，也就是说近似TVS管子的反向关断多大电压
从击穿 ...

电路中使用5V或3.3V供电
热电偶（TC)5V时的两端的输入电压在2.5V正负几十毫V之间

热电阻(RTD)5V时通过ADC内部恒流源激励，电压小于5V

littleshrimp

chunyang 发表于 2017-8-17 22:49
TVS击穿电压的选择遵循以下原则即可：只要TVS的击穿电压低于被保护回路里最脆弱的那个元件所能耐受的极限电 ...

如果“被保护回路里最脆弱的那个元件所能耐受的极限电压”和“击穿电压须大于被保护回路的正常信号电压峰值”
两个选项有很大空间时击穿电压应该向上选择还是向下选择？

littleshrimp

qwqwqw2088 发表于 2017-8-17 23:59
从钳位电压看，勉强可以互换，因为钳位电压是在脉冲峰值电流时候的峰值电压。可以理解为最大稳压。
18.2  ...

我发现两个器件的漏电流（反向电流）不一样，一个是1uA，一个是0.001uA
不太清楚这个IR和另一个IRM指的是否是同一个参数
P4SMA13CA 1uA
5ZQJDBM IR less than 1μA above 12V
PTVS13VP1UP
Reverse current: IRM = 0.001 μA

littleshrimp

qwqwqw2088 发表于 2017-8-17 23:59
从钳位电压看，勉强可以互换，因为钳位电压是在脉冲峰值电流时候的峰值电压。可以理解为最大稳压。
18.2  ...

我在ADI的一个参考设计里看到这样一句话,不理解他为什么要这样设计，电路使用TC和RTD测量时的工作电压都在5V以内，为什么TVS要选择30V的？"本电路中，PTVS30VP1UP瞬变电压抑制器(TVS)可快速箝位任何瞬变电压至30 V(25°C时典型漏电流仅1 nA)。选择30 V TVS，以便支持30 V直流过压。使用1.69 kΩ电阻，后接低泄露BAV199LT1G肖特基二极管，用于在瞬变和直流过压事件发生时将电压箝位至5 V供电轨。在30 V直流过压条件下，1.69 kΩ电阻将流过外部二极管的电流限制为15 mA。为了确保供电轨能够吸取该电流，可使用齐纳二极管将供电轨进行箝位处理，以保证它不超过连接电源的任意IC的绝对最大额定值。选择5.6 V齐纳二极管(NZH5V6B)实现这一目的。
"
http://www.analog.com/cn/design-center/reference-designs/hardware-reference-design/circuits-from-the-lab/CN0287.html#rd-description
另外在这个参考设计里TVS型号是PTVS30VP1UP，是单向的

而参考设计里使用了双向TVS的图标



最后在参考设计的最终原理图里看到它实际使只用了一只单向TVS保护
ADI的设计没有向TI那样使用2只TVS构成双向保护，会存在哪些问题？

chunyang

littleshrimp 发表于 2017-8-18 11:08
如果“被保护回路里最脆弱的那个元件所能耐受的极限电压”和“击穿电压须大于被保护回路的正常信号电压峰 ...

无所谓，只要满足原则即可。

qwqwqw2088

littleshrimp 发表于 2017-8-18 11:12
我发现两个器件的漏电流（反向电流）不一样，一个是1uA，一个是0.001uA
不太清楚这个IR和另一个IRM指的 ...

一般用IR表示最大反向漏电流，
而IRM是反向截止电压VRWM表示TVS管不导通的最高电压时，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR
应该是厂家宣传的一种爵头

qwqwqw2088

littleshrimp 发表于 2017-8-18 11:27
我在ADI的一个参考设计里看到这样一句话,不理解他为什么要这样设计，电路使用TC和RTD测量时的工作电压都 ...

前面有overvoltage up to 30V
最高电压有30V的情况

huaiqiao

虾哥，最近比较忙。。。。疯掉了。。。。

对不起，前面楼上的东西，我其实是没有仔细看的。

对于TVS这个，抑制静电时，一般单独使用TVS就可以。
在使用TVS时，通常需要考虑关断电压（VRWM）、击穿电压、钳位电压（VC）、最大通流量(Im)、响应时间、结电容，功率等。
1、关断电压是指TVS不动作的电压，瞬态电压高于关断电压时，TVS将开始动作；
2、击穿电压是TVS完全开始动作时的电压；
3、钳位电压是TVS动作后，稳定的电压；

但是，通常情况下，关断电压和击穿电压分别取需要保护工作电路电压的1.1倍和1.2倍。这个是TVS选型的时候，很关键的一个地方。

之前，其实对这个选型，我就仔细请教过饺神，说实话也感谢饺神指导呢。

langtuodianzi

我来对选型做个小结，选型要点：

1）TVS管的反向击穿电压要高于电路的正常工作电压，并留有一定的裕量。

2）根据不同的应用接口选择使用双向还是单向的TVS。

3）TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。

4）根据要过的浪涌等级来选择不同功率的TVS。

5）高频信号电路中，应选低结电容的TVS管。

长电科技