TVS與電阻相對位置的不同會對接口電路防浪涌性能有何影響,相信大多數人沒有細究過,今天我們來從理論上討論下這個問題。
TVS與電阻按照相對位置的不同有如下圖1與圖2所示兩種接法。下面兩種接法在真正的試驗中我們發現:圖1接口失效是由于串聯在接口電路上的電阻R1損壞,此時TVS并沒有損壞;圖2接口失效是由于TVS被擊穿造成的,電阻沒有損壞。由此可以得到一個結論:電阻靠近芯片時,而TVS靠近接口放置時的防護能力更強。
圖1模型-電阻在TVS外的電路原理圖
圖2模型-電阻在TVS內外的電路原理圖
對于圖1來說:TVS動作時,I=Ia+Ib,I》Ia,在電阻R1上會流過比TVS中更大的電流。雖然在這種情況下被保護電路在一定程度上得到保護,但電阻R1卻因為經不起大電流被燒壞,從而導致接口故障,保護失效。對于圖2來說:TVS動作時,TVS的阻抗很低,大部分電流從TVS上流過,而流過R1中的電流只占很小的一部分,Ib《《Ia,更小于I。因此保護效果要比圖1要好一些。圖1主要是因為電阻被瞬間大電流燒壞,如果圖1中的電阻選取的功率大一些,也可以取得不錯的防浪涌效果。因此,我們在接口防護電路設計中,若想通過串電阻來降低浪涌中的沖擊電流,一定要考慮電阻的功率。如果功率不夠,建議使用圖2中的設計,即將電阻靠近芯片放置,而TVS靠近接口放置。由此我們也可以總結出一些經驗出來:
電阻可用來抑制浪涌電流,起到限流作用,通常串聯在電流中。但是使用時需要注意電阻功率的選擇,避免電流過大而燒壞;
對于上圖兩種浪涌防護原理,可以簡化模型,第一,如果被保護電路的輸入阻抗較高(RL》》R1),則采用圖1所示模型,因為此時R1與RL的串聯并不能給限流或分壓帶來改善,并且TVS在有效時阻抗較低,所以限流電阻接在TVS外才能取得好的限流效果。如果被保護電路的輸入阻抗較低(RL與R1相比相當或更小),則采用圖2模型,此時R1將對TVS后一級浪涌殘壓進一步分壓,大大降低被保護電路兩端的浪涌電壓。
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