Matriz de diodos supresor de voltaje transitorio (TVS)

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Me está costando entender esta lógica. Por favor, desnudo conmigo si mi pregunta es muy básica. Apreciaría si alguien pudiera explicar lo que está pasando.

Si analizo alguna hoja de datos de TVS IC típica, vería un diseño similar al siguiente:

Porejemplo,loanterioreselcircuitopara SRV05-4 .

Puedo entender lo que sucede en general, pero no los detalles. Por ejemplo, el pin 5 generalmente está vinculado a una fuente de voltaje de 3.3 en la placa. Y el pin 2 es obviamente el suelo. Y, el pin 1,3,4,6 son los pines de entrada. La primera pregunta es que sé si aplicamos, por ejemplo, un gran pico de (-20 V) en el pin 1, luego el diodo inferior izquierdo lo protegerá empujándolo hacia abajo a cero. ¿Pero qué pasa con el enorme pico de tensión? ¿No debería el diodo tener una polarización directa de alrededor de 0.7 voltios? Entonces, ¿qué está sucediendo exactamente? ¿Cómo se cuida este -20 voltios? ¿Cuál es la caída de voltaje en el diodo en tal caso?

Y, lo que es más importante, ¿por qué solo hay un diodo Zener en una dirección y no en la dirección opuesta? Mi conjetura es que está ahí en caso de que el voltaje en el pin 5 aumente repentinamente por alguna razón, y lo sujetará. Pero ¿qué pasa con un caso que de repente cae a un voltaje muy bajo? ¿No deberíamos tener una protección en la otra dirección también? ¿Por qué lo ven como una posibilidad de que el voltaje en el pin 5 aumente muy alto, pero que no caiga muy bajo?

    
pregunta Rudy01

2 respuestas

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El dispositivo está diseñado para manejar señales que normalmente operan entre GND y V ++. Cualquier línea transitoria de la señal que pase por debajo de la GND está sujeta por el diodo inferior a un voltaje que es igual a la caída de tensión directa del diodo inferior. Por lo tanto, puede ver que la sujeción será de menos de aproximadamente -1V en ese caso. (El nivel de sujeción depende realmente de cuánta sobrecarga de corriente se debe al pico de voltaje negativo, ya que el voltaje directo varía según la corriente directa del diodo).

El dispositivo se puede usar con o sin el pin 5 conectado. Si el pin 5 está abierto, cualquier pico de voltaje positivo en los pines de la señal se fija a un nivel que es la suma de la caída de voltaje directo del diodo superior más el voltaje del zener inverso del diodo TVS. Una vez más, el nivel real de la pinza depende de la cantidad de energía en el pico de voltaje y de la cantidad de corriente que hace que fluya a través de la trayectoria del diodo de pinza.

Si el pin 5 está conectado a un riel de voltaje V ++ de baja impedancia, los picos de voltaje positivo se sujetan a un nivel de una caída de voltaje directa del diodo superior sobre el nivel de voltaje de suministro. En muchos casos, aunque el borde de ataque del pico de voltaje positivo tendrá un tiempo de aumento muy rápido y cualquier inductancia en serie en el cableado desde el pin 5 hasta el suministro de V ++ evitará que el suministro pueda absorber inmediatamente la energía del pico. . Esto hará que el voltaje en el pin 5 se eleve y, finalmente, quede sujeto por el dispositivo TVS.

En estos dispositivos, el dispositivo TVS normalmente no debe utilizarse para sujetar una condición de sobretensión en el riel de alimentación V ++. El dispositivo simplemente no está clasificado para ese comportamiento y la salida de alimentación V ++ está clasificada para una salida de energía mucho más alta para poder suministrar energía al resto del circuito. Si el voltaje excesivo del riel V ++ es algo contra lo que se debe proteger, es recomendable utilizar un circuito adecuado para este propósito. Por lo general, eso se denominaría una palanca de suministro y generalmente consiste en un SCR de alta potencia y un circuito de disparo. El SCR, una vez activado, está diseñado para acortar la salida de suministro, ya sea en su carga limitada actual o para sobrecargar el circuito de fusión interno y hacer que se apague.

    
respondido por el Michael Karas
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El pin 5 a menudo se denomina pin de alimentación y se debe conectar a la fuente de alimentación. Se utiliza para proteger el rastro de alimentación en la placa de circuito. Mientras que 1,3,4 y 6 se llaman pines de E / S y normalmente están conectados a los puertos de E / S de la placa de circuito. 2 es obviamente tierra y está conectado a la traza a tierra de la placa de circuito.

Si aplica -20V al pin 1, habrá una corriente que fluye de 2 a 1 a través del diodo delantero inferior, la tensión se fijará a -0.7V (en la mayoría de los casos).

La imagen de TVS que mostró aquí es unidireccional. Siempre que haya un impacto positivo de ESD, la tensión se fijará a + 5 ~ + 7V (tensión de polarización directa del diodo + tensión de ruptura del diodo Zener); siempre que haya un golpe ESD negativo, la tensión se fijará a -0.7V (tensión de polarización directa del diodo). Para TVS bidireccionales, habrá dos diodos zener apuntando entre sí como se muestra a continuación:

Los televisores bidireccionales sujetarán los impactos ESD tanto positivos como negativos a + 5 ~ + 7V y -5V ~ -7V.

    
respondido por el elson ong

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