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瞬态分流抑制器(TDS)优势1—低钳位电压

已有 114 次阅读| 2025-3-13 10:50 |个人分类:静芯微|系统分类:芯片设计| 浪涌防护

在涉及浪涌防护时,传统瞬态电压抑制二极管(TVS)具有成本低廉和应用方便等特点,工程师通常会将其作为热门选择。然而传统TVS存在不可忽视的缺点,从而导致系统设计面临挑战,例如TVS二极管的特性对温度变化敏感、钳位电压特性低效以及封装体积大,导致需要对受保护电路进行过度设计。为了产品在恶劣环境中运行维持更长的使用寿命,因此必须开发更为可靠的浪涌保护解决方案。

湖南静芯突破浪涌控制(SurgeControl)技术,推出瞬态分流抑制器(Transient Diverting Suppressors,简称TDS)产品系列,用来保护电路的静电放电ESD(Electro-Static Discharge)和电气过压EOS(Electrical Over Stress)。TDS与传统TVS二极管的结构以及工作机理不同,其不再基于传统的PN结作为击穿机制与浪涌电流泄放路径。TDS产品系列具有精准且恒定的触发电压、优异的钳位性能、低导通电阻以及稳定的温度特性,可为系统提供更全面和更可靠的保护,避免系统的过度设计。

基于PN结的传统TVS二极管具有固定的动态导通电阻(RDYN)(图1),TVS二极管的钳位电压VC=VBR+IPP*RDYN。由于动态电阻(RDYN)是一个固定值,因此钳位电压随着IPP的增加而增加,最终导致钳位电压在峰值脉冲电流范围内线性增加。

TDS使用浪涌额定场效应晶体管作为主要保护元件。TDS的工作原理类似于由精密触发电路激活的电压控制开关(图2)。在EOS事件期间,瞬态电压攀升至精密触发器所设定的击穿电压(VBR)阈值时,触发电路立即启动,开启内置的泄流场效应晶体管,有效的将瞬态高压与大电流安全转移至地。

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图1 传统TVS二极管的等效电路模型

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图2 TDS的框图

TDS内置浪涌额定场效应晶体管的RDYN非常小,因此TDS的钳位电压与击穿电压近似相等,并且TDS的钳位电压在额定峰值脉冲电流范围内基本保持恒定,如图3所示。TDS相比于TVS器件具备更加平缓的钳位能力和低的钳位电压,其有效防止后端芯片被损坏,提高系统可靠性。

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图3 传统TVS二极管与TDS的钳位电压对比

  静芯公司推出的系列TDS芯片具有接近理想状况的ESD和EOS保护特性,可以广泛应用于USB/雷电接口、工业机器人、IO-Link接口、工业传感器、IIOT设备、可编程逻辑控制器(PLC)和以太网供电(PoE)等领域,可为系统提供更全面以及更可靠的保护。目前公司推出来ESTVS2200DRVR、ESTDS2211P、ESTVS3300DRVR、ESTDS3311P等封装型号,欢迎客户前来咨询选购。



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