降低 TVS 二极管的钳位电压

电器工程 电源 静电放电
2022-01-12 16:46:31

跟进我之前的问题

我正在设计一种由 5V 电源供电的产品,该产品将其馈入TLV1117LV33 LDO。该项目的典型电流消耗小于 500mA,但调节器价格便宜且带有陶瓷输出电容且稳定,所以到目前为止我很喜欢它。无论如何,我在上一个问题中被建议在 Vin 线上放置一些 ESD 和瞬态保护,这对我来说很有意义,所以我想到的解决方案是串联一个 PTC 多熔丝,然后是一个标准的单向 TVS 二极管地面。

然而,我看过的所有二极管(例如Littelfuse SP1003Vishay GSOT05C)都有相当高的钳位电压。我知道这是标准的,即 TVS 二极管的最大钳位电压将远高于其最大反向隔离电压。我还知道,较低的钳位电压和较低的动态电阻被认为是 TVS 二极管的品质因数。

但是,我的稳压器的安全工作输入范围高达 5.5V(绝对最大值为 6V)。这些二极管具有 5V 反向隔离电压,通常在 1A 时钳位电压约为 7V(在 30A 时约为 12V)。那会很容易炸我的调节器!我见过钳位电压较低的器件,但当我说“较低”时,我指的是 10V 而不是 12V(30A 时)。如何降低钳位电压,以便在我的 5V 电源轨(或类似的东西)上出现感应瞬变时,我的稳压器将继续存在?

像 MOV 之类的设备似乎具有更高的钳位电压,据我所知,这不是一个优越的解决方案。我也听说过一些关于多级 ESD 保护的信息,但没有关于如何做到这一点的建议。我是不是想太多了?

1个回答

您可以查看齐纳二极管而不是 TVS 二极管,以获得更低的钳位电压(但功率处理能力更差。)

您想担心 5V 电压轨上的输入尖峰有多严重?或者你有更高的输入电压?您可以在 5V 之前放置一个具有高额定电压的非 LDO 稳压器(如 LM350 或其他),这样 5V 就已经得到了很好的调节。一个普通的 TVS 将钳位在 LM350 的 35V 额定输入电压以下。

但是,如果您的电源输入(可能包含尖峰)必须为 5V,那么这将不起作用。

另一种选择是电阻器/齐纳二极管。一个 2 Ohm 电阻器在 500 mA 时会下降 1V。紧随其后的是 5.1V 齐纳二极管和您的稳压器,然后是 TVS,您将拥有一个更强大的系统。TVS 负责处理非常糟糕的尖峰;电阻器+齐纳管负责在不炸毁的情况下使电压“在范围内”,然后调节器可以调节。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

免责声明:我是一个爱好者。如果以此为生的人告诉我其他情况(以及为什么/如何),我很乐意承认我错了:-)

因此,考虑一个 7V 尖峰使其超过 TVS。这意味着齐纳二极管需要额定为 1A 临时耗散才能生存。