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TSS半导体放电管的工作原理和主要参数

20010125LZW3 来源:上海雷卯电磁兼容 2023-12-04 16:01 次阅读

1.TSS工作原理

半导体放电管TSS(Thyristor Surge Suppressors)是一种采用半导体工艺制成的PNPN结四层结构器件,其伏安特性与晶闸管类似,具有典型的开关特性。一般并联在电路中应用,正常工作状态下半导体放电管处于截止状态,当电路中由于感应雷、操作过电压等出现异常过电压时,半导体放电管快速导通泄放由异常过电压导致的异常过电流,保护后端设备免遭异常过电压的损坏,异常过电压消失后,半导体放电管又恢复至截止状态。需要注意的是,半导体放电管的反向截止电压要大于被保护电路的最大工作电压,否则会影响被保护电路的正常工作和TSS的使用寿命。

2.TSS主要参数

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·断态电压 VRM 与漏电流 IRM:断态电压 VRM 表示半导体过压保护器不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的漏电流 IRM。

·击穿电压 VBR:通过规定的测试电流 IR(一般为 1mA)时的电压,这是表示半导体过压保护器开始导通的标志电压。

·转折电压 VBO 与转折电流 IBO:当电压升高达到转折电压 VBO(对应的电流为转折电流 IBO)时,半导体过压保护器完全导通,呈现很小的阻抗,两端电压VT立即下降到一个很低的数值(一般为5V左右)。

·峰值脉冲电流 IPP:半导体过压保护器能承受的最大脉冲电流。

·维持电流 IH:半导体过压保护器继续保持导通状态的最小电流。一旦流过它的电流小于维持电流 IH,它就恢复到截止状态。

·静态电容 C:半导体过压保护器在静态时的电容值。

3.TSS特点

优点:

·击穿(导通)前相当于开路,电阻很大,漏电流小,一般为几微安甚至零点几微安;

·击穿(导通)后相当于短路,TSS管两端电压接近0V,可通过很大的电流最大几百安培,VT压降很小;

·具有双向对称特性。

·响应速度都很快,ns 级。

·击穿电压一致性好。

·封装有SMA/DO-214AC,SMB/DO-214AA,TO-92,DO-15,DO-27等,目前以SMA,SMB为主流。

缺点:

·通流量较小,只有几百 A。

·击穿电压只有若干特定值。

·电容较大,有几十至几百pF。

4.TSS 选型

1)VDRM:截止电压必须大于被保护的电路的最大工作电压,小于最大极限电压。否则的话,不仅影响被保护电路的正常工作,还影响TSS的使用寿命;

2)VS:转折电压必须大于设备信号正常工作电压,小于设备最大极限电压;

3)IH:维持电流必须大于设备的工作电流;

4)C:寄生电容根据电路所允许的插入损耗或信号传输的频率选择;

5)IPP:最大瞬间峰值电流IPP必须大于通讯设备标准的规定值;

6)Pw:半导体放电管处于导通状态时,所损耗的功率应小于其额定功率;

7)由于半导体放电管是一种开关型过电压保护器件,导通后电压比较低,为此不能单独应用在较高的电源线保护中;

8)一般并联在电路之中。

5.TSS 运用领域

半导体放电管TSS广泛应用于通信、安防、工业电子产品的通信线保护中。

1、RS232/RS422/RS485 接口

2、XDSL 和 ISDN、HDSL 传输设备

3、用户前端设备,如:电话机、传真机、Modem

4、T1/E1接口

5、仪器仪表、及其配线架、以太网、CATV设备

6、安防产品、远程监控、远程抄表等产品中

6.TSS 应用电路

1、CAN接口静电浪涌保护方案

用于CAN接口的浪涌保护,采用低残压的TSS,有效保护接口,

IEC61000-4-5 浪涌10/700μs,8KV。

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2、LED开路保护方案

PLED开路保护器件专用于LED灯珠串联电路,当某一个 LED 灯珠损坏或开路时并不影响其他 LED灯珠的正常工作;并同时具有防过压保护性能,使得 LED 能抵抗瞬时雷击。

具有导通电压低、反应迅速、故障排除后可自恢复等

特点,大大提高了 LED 电路工作的稳定性。

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应用说明

LED 灯珠正常工作时

D1~Dn 位置的LED 灯珠正常工作时,电路工作电压为 3.3V~3.5V,PLED开路保护器件对电路没有影响。

LED 灯珠出问题时

当电路中某一LED 灯珠处于开路状态时,PLE开路保护器件启动,充当旁路导线的作用,PLED两端电压小于 1 V。其他 LED灯珠可以继续正常工作。当开路的 LED恢复正常工作后,PLED开路保护器件自动恢复到关断状态。

3.RS422 RS485静电浪涌保护方案

采用低残压的TSS,有效保护RS422 RS485芯片,TSS反应时间为ns级,既可防浪涌,又可防静电. IEC61000-4-5 浪涌10/700μs,6KV。

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4.SLIC 用户接口电路防护 LM61089B

LM61089B 是一种双正向传导缓冲门晶闸管(SCR)过压保护器。其设计用于保护单片 SLIC

(用户线路接口电路)防止雷电、交流电源触点和感应引起的电话线路过电压。这个

LM61089B 限制超过 SLIC 供电轨电压的电压。指定 LM61089B 参数以允许设备符合 Bellcore GR-1089-CORE 第 2 版和 ITU-T 建议 K.20、K.21 和 K.45。

LM61089B 参数如下。

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雷卯电子专业为客户提供电磁兼容EMC的设计服务,提供实验室做摸底免费测试。

审核编辑:汤梓红

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原文标题:TSS半导体放电管选型及应用电路

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