Диоды защиты от перенапряжения (TVS)
Обобщение
Диоды защиты от перенапряжения (TVS-диоды, от англ. Transient Voltage Suppressor) – это полупроводниковые устройства, предназначенные для защиты электронных схем от кратковременных скачков напряжения. Они широко применяются в различных устройствах, где важно предотвратить повреждение чувствительных компонентов от перенапряжений, вызванных статическим электричеством, молниями или другими внешними факторами. TVS-диоды отличаются высокой скоростью срабатывания и способностью эффективно ограничивать напряжение, что делает их незаменимыми в современных электронных системах.
/1.5smc.png)
Характеристика
TVS-диоды обладают рядом ключевых характеристик, которые определяют их эффективность и область применения. Они имеют низкое сопротивление в нормальном режиме работы, что позволяет минимизировать потери энергии. При превышении определённого уровня напряжения диод быстро переходит в проводящее состояние, отводя избыточный ток от защищаемой цепи. Основные параметры TVS-диодов включают рабочее напряжение, напряжение пробоя, максимальный импульсный ток и ёмкость. Эти устройства могут быть однонаправленными (защита от положительных или отрицательных импульсов) или двунаправленными (защита от импульсов обоих полярностей). TVS-диоды компактны, надёжны и способны выдерживать многократные импульсы без деградации характеристик.
Перечисление и их свойства
Основные типы TVS-диодов и их свойства:
Однонаправленные TVS-диоды – защищают от импульсов одного знака, подходят для цепей постоянного тока, имеют низкую ёмкость.
Двунаправленные TVS-диоды – защищают от положительных и отрицательных импульсов, применяются в цепях переменного тока, обеспечивают симметричную защиту.
Высоковольтные TVS-диоды – используются в системах с высоким рабочим напряжением, способны выдерживать мощные импульсы, имеют высокий уровень напряжения пробоя.
Низковольтные TVS-диоды – применяются в чувствительных схемах, таких как микроконтроллеры, имеют низкое напряжение пробоя и малую ёмкость.
Многоканальные TVS-диоды – защищают несколько линий одновременно, компактны, подходят для защиты интерфейсов, таких как USB или HDMI.
Схема
Схема подключения TVS-диода в цепи обычно включает его параллельное соединение с защищаемым устройством или линией. В нормальном режиме работы диод находится в непроводящем состоянии и не влияет на работу схемы. При возникновении перенапряжения TVS-диод быстро переходит в проводящее состояние, ограничивая напряжение на защищаемом участке и отводя избыточный ток на землю. После исчезновения импульса диод возвращается в исходное состояние. Для повышения эффективности защиты в схемах могут использоваться дополнительные элементы, такие как резисторы или предохранители, которые ограничивают ток через диод.
/images.png)
Интересные факты
TVS-диоды способны срабатывать за наносекунды, что делает их одними из самых быстрых защитных компонентов.
Эти устройства часто используются в автомобильной электронике для защиты от так называемых "load dump" – скачков напряжения при отключении нагрузки.
TVS-диоды применяются в космической технике, где они защищают оборудование от радиационных и электромагнитных импульсов.
Некоторые модели TVS-диодов могут выдерживать импульсы мощностью до нескольких киловатт, что делает их подходящими для защиты от ударов молнии.
Несмотря на свою компактность, TVS-диоды способны заменить более громоздкие решения, такие как варисторы или газоразрядные трубки, в определённых приложениях.
