Transient Voltage Suppressor (TVS)-Diodenarray

Ich kann diese Logik nur schwer nachvollziehen. Bitte entblößen Sie mich, wenn meine Frage sehr einfach ist. Ich würde mich freuen, wenn jemand erklären kann, was passiert?

Wenn ich in ein typisches TVS-IC-Datenblatt schaue, würde ich ein ähnliches Design wie das folgende sehen:

SRV05-4 Schaltplan

Das obige Beispiel ist die Schaltung für SRV05-4 .

Ich kann verstehen, was im Allgemeinen passiert, aber nicht die Details. Beispielsweise ist Pin 5 normalerweise mit einer 3,3-Spannungsquelle auf der Platine verbunden. Und Pin 2 ist offensichtlich die Masse. Und Pin 1,3,4,6 sind die Eingangspins. Die erste Frage ist, dass ich weiß, dass, wenn wir beispielsweise eine große Spitze von (-20 V) an Pin 1 anlegen, die unterste linke Diode ihn schützt, indem sie ihn auf Null drückt. Aber was passiert mit der riesigen Spannungsspitze? Sollte die Diode nicht eine Vorwärtsspannung von etwa 0,7 Volt haben? Also, was passiert genau? Wie werden diese -20 Volt behandelt? Wie groß ist in diesem Fall der Spannungsabfall an der Diode?

Und was noch wichtiger ist, warum gibt es nur eine Zenerdiode in einer Richtung und nicht in der entgegengesetzten Richtung? Ich vermute, es ist da, falls die Spannung an Pin 5 aus irgendeinem Grund plötzlich ansteigt, und es wird die Spannung klemmen. Aber was ist, wenn es plötzlich auf eine sehr niedrige Spannung abfällt? Sollten wir nicht auch einen Schutz in der anderen Richtung haben? Wie kommt es, dass sie es als Möglichkeit sehen, dass die Spannung an Pin 5 sehr hoch ansteigt, aber nicht sehr tief abfällt?

Antworten (2)

Das Gerät ist für Signale ausgelegt, die normalerweise zwischen GND und V++ arbeiten. Jeder Signalleitungstransient, der unter GND geht, wird von der unteren Diode auf eine Spannung geklemmt, die gleich dem Durchlassspannungsabfall der unteren Diode ist. Sie können also sehen, dass die Klemmung in diesem Fall weniger als etwa -1 V beträgt. (Der Klemmpegel hängt wirklich davon ab, wie viel Stromstoß durch die negative Spannungsspitze verursacht wird, da die Durchlassspannung abhängig vom Durchlassstrom der Diode variiert).

Das Gerät kann mit oder ohne angeschlossenem Pin 5 verwendet werden. Wenn Pin 5 offen ist, wird jede positive Spannungsspitze an den Signalpins auf einen Pegel geklemmt, der die Summe des Spannungsabfalls in Durchlassrichtung der oberen Diode plus der umgekehrten Zenerspannung der TVS-Diode ist. Wiederum hängt der tatsächliche Klemmpegel von der Energiemenge in der Spannungsspitze ab und davon, wie viel Strom dadurch durch den Klemmdiodenpfad fließt.

Wenn Pin 5 an eine V++-Spannungsschiene mit niedriger Impedanz angeschlossen ist, werden die positiven Spannungsspitzen auf einen Pegel geklemmt, der etwa einem Durchlassspannungsabfall der oberen Diode über dem Versorgungsspannungspegel entspricht. In vielen Fällen hat die Vorderflanke der positiven Spannungsspitze jedoch eine sehr schnelle Anstiegszeit, und jede Serieninduktivität in der Verdrahtung von Pin 5 zurück zur V++-Versorgung verhindert, dass die Versorgung die Energie in der Spitze sofort aufnehmen kann . Dadurch steigt die Spannung an Pin 5 an und wird schließlich vom TVS-Gerät geklemmt.

Bei diesen Geräten ist das TVS-Gerät normalerweise nicht dazu gedacht, einen Überspannungszustand auf der V++-Versorgungsschiene zu klemmen. Das Gerät ist für dieses Verhalten einfach nicht ausgelegt und der V++-Versorgungsausgang ist für eine viel höhere Energieabgabe ausgelegt, um den Rest der Schaltung mit Strom versorgen zu können. Wenn eine Überspannung der V++-Schiene etwas ist, vor dem geschützt werden muss, ist es ratsam, für diesen Zweck eine geeignete Schaltung zu verwenden. Normalerweise wird dies als Versorgungs-Crowbar bezeichnet und besteht normalerweise aus einem Hochleistungs-SCR und einer Triggerschaltung. Der einmal ausgelöste SCR ist so ausgelegt, dass er den Versorgungsausgang entweder in seiner strombegrenzten Last kurzschließt oder den internen Sicherungsschaltkreis überlastet und diesen durchbrennt.

Vielen Dank. Es macht sehr viel Sinn. Eine Frage jedoch: Was wäre also passiert, wenn die Zenerdiode nicht da gewesen wäre und wir eine riesige Energie in der Spannungsspitze bekommen hätten? Und wenn das Netzteil die Energie nicht sofort aufnehmen kann, was passiert dann?
@ Rudy01 - Einfach, die Spannung auf der Signalleitung folgt der Spitze immer höher. Wie hoch, hängt von der Impedanz der Quelle ab, die die Spitze antreibt, und der Impedanz der Schaltung, die mit Pin 5 des Teils verbunden ist.

Pin 5 wird oft als Power-Pin bezeichnet und sollte an die Stromquelle angeschlossen werden. Es dient zum Schutz der Stromversorgungsspur auf der Leiterplatte. Während 1,3,4 und 6 I/O-Pins genannt werden und normalerweise mit I/O-Ports der Leiterplatte verbunden sind. 2 ist offensichtlich Ground und ist mit der Massebahn der Platine verbunden.

Wenn Sie -20 V an Pin 1 anlegen, fließt ein Strom von 2 nach 1 durch die untere Vorwärtsdiode, die Spannung wird (in den meisten Fällen) auf -0,7 V geklemmt.

Das TVS-Bild, das Sie hier gezeigt haben, ist unidirektional. Immer wenn ein positiver ESD-Schlag auftritt, wird die Spannung auf +5~+7 V (Diodenvorspannung in Durchlassrichtung + Durchbruchspannung der Zenerdiode) geklemmt; Immer wenn ein negativer ESD-Anschlag auftritt, wird die Spannung auf -0,7 V (Diodenvorspannung in Durchlassrichtung) geklemmt. Bei bidirektionalem TVS zeigen zwei Zenerdioden wie unten gezeigt aufeinander:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bidirektionales TVS klemmt sowohl positive als auch negative ESD-Strikes auf +5~+7V und -5V~-7V.

Transient Voltage Suppressor (TVS)-Diodenarray
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