瞬態電壓抑制器的案例
干貨｜開關電源里的特殊元件，它們的類型和用途你都知道嗎?
快恢復二極管(FRD)----快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降為0.6V~1V，正向電流為幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百伏特至幾千伏特，可用作開關電源中的輸出整流管、一次側鉗位保護電路的阻塞二極管。
▲ 快恢復二極管(FRD)
2. 超快恢復二極管(SRD)----超快恢復二極管則是在快恢復二極管基礎上發展而成的，其反向恢復電荷進一步減小，反向恢復時間可低至幾十納秒，可用作開關電源適配器輸出整流管、阻塞二極管、反饋電路中的整流管。
▲ 超快恢復二極管(SRD)
3. 肖特基二極管(SBD)----全稱為肖特基勢壘二極管，它屬于低電壓、低功耗、大電流、超高速半導體功率器件，其反向恢復時間可小到幾納秒，正向導通壓降僅為0.4V左右，整流電流可達幾十至幾百安培。特別適合做開關電源充電器低壓輸出電路中的整流二極管、續流二極管。
▲ 肖特基二極管(SBD)
4. 瞬變變壓抑制二極管(TVS)----亦稱瞬態電壓抑制器，其響應速度極快、鉗位電壓穩定，是一種新型過電壓保護器件，可用來保護開關電源PWM集成電路、MOS功率器件以及其他對電壓敏感的半導體器件。
▲ 瞬變變壓抑制二極管(TVS)
5. 雙向觸發二極管(DIAC)----亦稱二端交流器件，常與晶閘管配套使用，構成開關電源變壓器輸出過電壓保護電路。
▲ 雙向觸發二極管(DIAC)
二、特種電阻器
1.
展開 開關電源里的特殊元件, 類型和用途你都知道嗎?
01
特種二極管
1.1 快恢復二極管(FRD)
快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降為0.6V~1V，正向電流為幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百伏特至幾千伏特，可用作開關電源中的輸出整流管、一次側鉗位保護電路的阻塞二極管。
快恢復二極管
1.2 超快恢復二極管(SRD)
超快恢復二極管則是在快恢復二極管基礎上發展而成的，其反向恢復電荷進一步減小，反向恢復時間可低至幾十納秒，可用作開關電源適配器輸出整流管、阻塞二極管、反饋電路中的整流管。
超快恢復二極管
1.3 肖特基二極管(SBD)
全稱為肖特基勢壘二極管，它屬于低電壓、低功耗、大電流、超高速半導體功率器件，其反向恢復時間可小到幾納秒，正向導通壓降僅為0.4V左右，整流電流可達幾十至幾百安培。特別適合做開關電源充電器低壓輸出電路中的整流二極管、續流二極管。
肖特基二極管
1.4 瞬變變壓抑制二極管(TVS)
亦稱瞬態電壓抑制器，其響應速度極快、鉗位電壓穩定，是一種新型過電壓保護器件，可用來保護開關電源PWM集成電路、MOS功率器件以及其他對電壓敏感的半導體器件。
瞬變變壓抑制二極管
1.5 雙向觸發二極管(DIAC)
亦稱二端交流器件，常與晶閘管配套使用，構成開關電源變壓器輸出過電壓保護電路。
展開 【干貨分享】TVS選型，讓老人新人都能得心應手！
提到TVS，大部分電子工程師基本都知道是用來端口防護的，防止端口瞬間的電壓沖擊造成后級電路的損壞。由于其在電路中的極其重要的地位，但是，針對TVS的選型過程，很多廠家都是直接給推薦電路，直接告訴設計者答案選擇哪個器件，卻很少對選型過程提供理論計算，大部分的電子工程師針對TVS選型的時候，老人憑經驗，新人憑參考，一旦更換廠家或者更換測試條件，就無從下手了，本文就專門解決該問題，讓新人老人對TVS選型都能得心應手。
都是限制個電壓，為何人家的選型就比我優秀？
工作原理
TVS
（Transient Voltage Suppressors）
，即瞬態電壓抑制器，又稱雪崩擊穿二極管。
它是采用半導體工藝制成的單個 PN 結或多個 PN 結集成的器件。
TVS 有單向與雙向之分，單向 TVS 一般應用于直流供電電路，雙向 TVS 應用于電壓交變的電路。
如圖 1 所示，應用于直流電路時單向 TVS 反向并聯于電路中，當電路正常工作時，TVS 處于截止狀態（高阻態），不影響電路正常工作。
當電路出現異常過電壓并達到TVS（雪崩）擊穿電壓時，TVS 迅速由高電阻狀態突變為低電阻狀態，泄放由異常過電壓導致的瞬時過電流到地，同時把異常過電壓鉗制在較低的水平，從而保護后級電路免遭異常過電壓的損壞。
當異常過電壓消失后，TVS 阻值又恢復為高阻態。
圖1 ：TVS工作原理
關鍵參數
工欲善其事，必先利其器，要用好TVS，必須先了解其關鍵的參數。
(1) Vrwm截止電壓：
TVS 的最高工作電壓，可連續施加而不引起 TVS 劣化或損壞的最高工作峰值電壓或直流峰值電壓。
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提到TVS，大部分電子工程師基本都知道是用來端口防護的，防止端口瞬間的電壓沖擊造成后級電路的損壞。由于其在電路中的極其重要的地位，但是，針對TVS的選型過程，很多廠家都是直接給推薦電路，直接告訴設計者答案選擇哪個器件，卻很少對選型過程提供理論計算，大部分的電子工程師針對TVS選型的時候，老人憑經驗，新人憑參考，一旦更換廠家或者更換測試條件，就無從下手了，本文就專門解決該問題，讓新人老人對TVS選型都能得心應手。
都是限制個電壓，為何人家的選型就比我優秀？
工作原理
TVS（Transient Voltage Suppressors），即瞬態電壓抑制器，又稱雪崩擊穿二極管。它是采用半導體工藝制成的單個 PN 結或多個 PN 結集成的器件。TVS 有單向與雙向之分，單向 TVS 一般應用于直流供電電路，雙向 TVS 應用于電壓交變的電路。如圖 1 所示，應用于直流電路時單向 TVS 反向并聯于電路中，當電路正常工作時，TVS 處于截止狀態（高阻態），不影響電路正常工作。當電路出現異常過電壓并達到TVS（雪崩）擊穿電壓時，TVS 迅速由高電阻狀態突變為低電阻狀態，泄放由異常過電壓導致的瞬時過電流到地，同時把異常過電壓鉗制在較低的水平，從而保護后級電路免遭異常過電壓的損壞。當異常過電壓消失后，TVS 阻值又恢復為高阻態。
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“1加1大于4”的電路保護設計，值得一看！
共有以下三種基于元器件的過壓保護策略：
1.通過一個開關將相關的過電流轉接到地，一旦超過閾值電壓，該開關將變為非常低的阻抗;
2.通過保護線路兩端的電壓鉗位器耗散掉多余的能量;
3.當超過電壓閾值時，以類似熔斷器的動作斷開受影響的線路。
有許多元器件可用于實施這些保護策略。其中有些元器件在故障發生時可以充當撬棍和臨時短路線(圖1)，有些則充當鉗位器，將瞬態電壓限制在預設限值，直到故障消失(圖2)。請注意，“撬棍”一詞可以追溯到早期的電力系統時代，當時工人們真的會將金屬撬棍放在失控的電源總線上以使其短路。
展開 如何實現電源和信號隔離以確保 CAN 總線可靠運行
有關各種隔離選擇的詳細討論不在本文的討論范圍內，但為了更好地了解，請參閱“如何為物聯網傳感器選擇正確的電隔離技術”。
基本電氣絕緣（使用不允許電流流動的材料）與強化絕緣之間也有區別。所需的絕緣水平取決于所涉及的電壓電平，以及是否存在從可接觸部件到地面的連接。基本絕緣提供一級防電擊保護。電壓大于 60 V DC 或 30 V AC 的系統視為危險系統，需要至少一級保護。系統不一定具有故障保險措施，但任何故障都將限制在系統內。強化或雙重絕緣可提供二級保護。這樣可以在發生故障時確保用戶的安全。系統若接入市電電壓，則要求具有強化絕緣。
隔離解決方案之間的設計權衡
CAN 總線系統中的隔離選項包括電源和信號分別隔離的分立解決方案，以及完全集成的電源和信號隔離解決方案。集成解決方案還可包括相關保護功能，如高靜電放電 (ESD) 魯棒性和射頻 (RF) 抗擾度，從而使其可以在汽車和工業應用中使用，而無需額外的保護器件，例如瞬態電壓抑制器二極管。
在這些不同的解決方案選項之間存在尺寸與效率的性能權衡。就解決方案尺寸而言，單芯片解決方案是最小的，典型封裝約為 330 平方毫米 (mm2)。雙芯片解決方案較大，通常約為 875 mm2。由于外部 DC-DC 轉換器和所需支持元器件的尺寸，分立解決方案要大得多，典型尺寸約為 1,600 至 2,000 mm2。
此外，還有效率的權衡，解決方案越大往往效率明顯更高。但是，由于所涉及的功率水平往往相當低（最高 15 毫安 (mA) 下 3 V 至 5 V），因此熱沖擊在設計中可能并不重要。單芯片和雙芯片解決方案的效率范圍為 50% 至 60%，使用外部 DC-DC 轉換器的分立隔離解決方案的效率可高達 75% 至 80%。
展開 采用正確的電路保護設計，讓無人機高飛
例如，Pulse-Guard ESD抑制器使用聚合物復合材料來抑制快速上升的ESD瞬變（如IEC 61000-4-2中所規定），同時幾乎不增加電路電容。它們補充了集成電路的片上保護，最適合低電壓，高速應用，在這些應用中低電容對確保數據信號完整性非常重要。
TVS（瞬態電壓抑制器）二極管旨在保護電子電路免受瞬態和過壓威脅，如EFT（電快速瞬變）和ESD（靜電放電）。TVS二極管作為硅雪崩器件的典型選項，通常因其響應時間快（低鉗位電壓）、電容低、漏電流小。 它們可用于單向（單極）或雙向（雙極）二極管電路配置。 選擇TVS二極管時需要考慮的重要參數包括反向偏壓（VR），峰值脈沖電流（IPP）和最大鉗位電壓（VCmax）。
保護I/O端口免受ESD影響
ESD也是飛行控制器上的I/O端口和飛行控制電機的電子速度控制器（ESC）所關心的一個問題。
保護該信號端口的主要考慮因素是信號的數據速率。
隨著數據速率的增加，考慮所選抑制器的電容值至關重要，以免在系統中引入任何信號完整性問題。
例如，低速運行的端口中的電路應使用較高電容的多層壓敏電阻或TVS二極管陣列進行保護。
同樣，電路板設計人員將決定是否使用分立MLV與多通道二極管，以保持放置靈活性（分立器件）或盡量減少器件數量（陣列產品）。
對于非常高的數據速率協議，幾乎沒有電容的抑制器是必不可少的，這樣系統就可以在不損失信號質量的情況下傳輸和接收數據。
展開 干貨｜電源基礎電路圖集錦，工程師必備寶典！
VDz1采用反向擊穿電壓為200V的P6KE200型瞬態電壓抑制器，VDl選用1A／600V的UF4005型超快恢復二極管。二 次繞組電壓通過V砬、C2、Ll和C3整流濾波，獲得12V輸出電壓Uo。Uo值是由VDz2穩定電壓Uz2、光耦中LED的正向壓降UF、R1上的壓降 這三者之和來設定的。改變高頻變壓器的匝數比和VDz2的穩壓值，還可獲得其他輸出電壓值。R2和VDz2五還為12V輸出提供一個假負載，用以提高輕載 時的負載調整率。反饋繞組電壓經VD3和C4整流濾波后，供給TOP224P所需偏壓。由R2和VDz2來調節控制端電流，通過改變輸出占空比達到穩壓目 的。共模扼流圈L2能減小由一次繞組接D端的高壓開關波形所產生的共模泄漏電流。C7為保護電容，用于濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。C6可減 小由一次繞組電流的基波與諧波所產生的差模泄漏電流。C5不僅能濾除加在控制端上的尖峰電流，而且決定自啟動頻率，它還與R1、R3一起對控制回路進行補償。
本電源主要技術指標如下：
交流輸人電壓范圍：u=85～265V；
輸入電網頻率：fLl=47～440Hz；
輸出電壓（Io=1.67A）：Uo=12V；
最大輸出電流：IOM=1.67A；
連續輸出功率：Po=20W（TA=25℃，或15W（TA=50℃）；
電壓調整率：η=78％；
輸出紋波電壓的最大值：±60mV；
工作溫度范圍：TA=0～50℃。
展開 超詳細！常見電源電路圖及原理講解
VDz1采用反向擊穿電壓為200V的P6KE200型瞬態電壓抑制器，VDl選用1A／600V的UF4005型超快恢復二極管。
二 次繞組電壓通過V砬、C2、Ll和C3整流濾波，獲得12V輸出電壓Uo。Uo值是由VDz2穩定電壓Uz2、光耦中LED的正向壓降UF、R1上的壓降 這三者之和來設定的。
改變高頻變壓器的匝數比和VDz2的穩壓值，還可獲得其他輸出電壓值。R2和VDz2五還為12V輸出提供一個假負載，用以提高輕載 時的負載調整率。反饋繞組電壓經VD3和C4整流濾波后，供給TOP224P所需偏壓。由R2和VDz2來調節控制端電流，通過改變輸出占空比達到穩壓目 的。
共模扼流圈L2能減小由一次繞組接D端的高壓開關波形所產生的共模泄漏電流。C7為保護電容，用于濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。C6可減 小由一次繞組電流的基波與諧波所產生的差模泄漏電流。C5不僅能濾除加在控制端上的尖峰電流，而且決定自啟動頻率，它還與R1、R3一起對控制回路進行補償。
本電源主要技術指標如下：
交流輸人電壓范圍：u=85～265V；
輸入電網頻率：fLl=47～440Hz；
輸出電壓（Io=1.67A）：Uo=12V；
最大輸出電流：IOM=1.67A；
連續輸出功率：Po=20W（TA=25℃，或15W（TA=50℃）；
電壓調整率：η=78％；
輸出紋波電壓的最大值：±60mV；
工作溫度范圍：TA=0～50℃。
展開 超詳細！常見電源電路圖及原理講解
VDz1采用反向擊穿電壓為200V的P6KE200型瞬態電壓抑制器，VDl選用1A／600V的UF4005型超快恢復二極管。
二 次繞組電壓通過V砬、C2、Ll和C3整流濾波，獲得12V輸出電壓Uo。Uo值是由VDz2穩定電壓Uz2、光耦中LED的正向壓降UF、R1上的壓降 這三者之和來設定的。
改變高頻變壓器的匝數比和VDz2的穩壓值，還可獲得其他輸出電壓值。R2和VDz2五還為12V輸出提供一個假負載，用以提高輕載 時的負載調整率。反饋繞組電壓經VD3和C4整流濾波后，供給TOP224P所需偏壓。由R2和VDz2來調節控制端電流，通過改變輸出占空比達到穩壓目 的。
共模扼流圈L2能減小由一次繞組接D端的高壓開關波形所產生的共模泄漏電流。C7為保護電容，用于濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。C6可減 小由一次繞組電流的基波與諧波所產生的差模泄漏電流。C5不僅能濾除加在控制端上的尖峰電流，而且決定自啟動頻率，它還與R1、R3一起對控制回路進行補償。
本電源主要技術指標如下：
交流輸人電壓范圍：u=85～265V；
輸入電網頻率：fLl=47～440Hz；
輸出電壓（Io=1.67A）：Uo=12V；
最大輸出電流：IOM=1.67A；
連續輸出功率：Po=20W（TA=25℃，或15W（TA=50℃）；
電壓調整率：η=78％；
輸出紋波電壓的最大值：±60mV；
工作溫度范圍：TA=0～50℃。
展開 五類經典電源電路詳解：穩壓、開關、DC/DC、充電、恒流...
當負載短路或其它原因引起功率管電流增加，并使取樣電阻上的電壓超過1V時，⑥腳就停止脈沖輸出，這樣就可以有效的保護功率管不受損壞。
PWM開關電源集成控制IC-UC3842
2
TOP224P構成的12V、20W開關直流穩壓電源電路
由TOP224P構成的12V、20W開關直流穩壓電源電路如圖所示。
電路中使用兩片集成電路：TOP224P型三端單片開關電源(IC1)，PC817A型線性光耦合器 (IC2)。交流電源經過UR和Cl整流濾波后產生直流高壓Ui，給高頻變壓器T的一次繞組供電。
VDz1和VD1能將漏感產生的尖峰電壓鉗位到安全值， 并能衰減振鈴電壓。VDz1采用反向擊穿電壓為200V的P6KE200型瞬態電壓抑制器，VDl選用1A/600V的UF4005型超快恢復二極管。
二次繞組電壓通過V砬、C2、Ll和C3整流濾波，獲得12V輸出電壓Uo。Uo值是由VDz2穩定電壓Uz2、光耦中LED的正向壓降UF、R1上的壓降 這三者之和來設定的。
改變高頻變壓器的匝數比和VDz2的穩壓值，還可獲得其他輸出電壓值。R2和VDz2五還為12V輸出提供一個假負載，用以提高輕載 時的負載調整率。反饋繞組電壓經VD3和C4整流濾波后，供給TOP224P所需偏壓。由R2和VDz2來調節控制端電流，通過改變輸出占空比達到穩壓目的。
共模扼流圈L2能減小由一次繞組接D端的高壓開關波形所產生的共模泄漏電流。C7為保護電容，用于濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。C6可減 小由一次繞組電流的基波與諧波所產生的差模泄漏電流。
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