TSS半導(dǎo)體放電管選型及應(yīng)用電路

1.TSS工作原理

半導(dǎo)體放電管TSS(Thyristor Surge Suppressors)是一種采用半導(dǎo)體工藝制成的PNPN結(jié)四層結(jié)構(gòu)器件，其伏安特性與晶閘管類似，具有典型的開關(guān)特性。一般并聯(lián)在電路中應(yīng)用，正常工作狀態(tài)下半導(dǎo)體放電管處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)電路中由于感應(yīng)雷、操作過(guò)電壓等出現(xiàn)異常過(guò)電壓時(shí)，半導(dǎo)體放電管快速導(dǎo)通泄放由異常過(guò)電壓導(dǎo)致的異常過(guò)電流，保護(hù)后端設(shè)備免遭異常過(guò)電壓的損壞，異常過(guò)電壓消失后，半導(dǎo)體放電管又恢復(fù)至截止?fàn)顟B(tài)。需要注意的是，半導(dǎo)體放電管的反向截止電壓要大于被保護(hù)電路的最大工作電壓，否則會(huì)影響被保護(hù)電路的正常工作和TSS的使用壽命。

2.TSS主要參數(shù)

·斷態(tài)電壓 VRM 與漏電流 IRM：斷態(tài)電壓 VRM 表示半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器不導(dǎo)通的最高電壓，在這個(gè)電壓下只有很小的漏電流 IRM。

·擊穿電壓 VBR：通過(guò)規(guī)定的測(cè)試電流 IR(一般為 1mA)時(shí)的電壓，這是表示半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器開始導(dǎo)通的標(biāo)志電壓。

·轉(zhuǎn)折電壓 VBO 與轉(zhuǎn)折電流 IBO：當(dāng)電壓升高達(dá)到轉(zhuǎn)折電壓 VBO(對(duì)應(yīng)的電流為轉(zhuǎn)折電流 IBO)時(shí)，半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器完全導(dǎo)通，呈現(xiàn)很小的阻抗，兩端電壓VT立即下降到一個(gè)很低的數(shù)值(一般為5V左右)。

·峰值脈沖電流 IPP：半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器能承受的最大脈沖電流。

·維持電流 IH：半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)的最小電流。一旦流過(guò)它的電流小于維持電流 IH，它就恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)。

·靜態(tài)電容 C：半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器在靜態(tài)時(shí)的電容值。

3.TSS特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

·擊穿(導(dǎo)通)前相當(dāng)于開路，電阻很大，漏電流小，一般為幾微安甚至零點(diǎn)幾微安;

·擊穿(導(dǎo)通)后相當(dāng)于短路，TSS管兩端電壓接近0V，可通過(guò)很大的電流最大幾百安培，VT壓降很小;

·具有雙向?qū)ΨQ特性。

·響應(yīng)速度都很快，ns 級(jí)。

·擊穿電壓一致性好。

·封裝有SMA/DO-214AC,SMB/DO-214AA,TO-92,DO-15,DO-27等，目前以SMA,SMB為主流。

缺點(diǎn)：

·通流量較小，只有幾百 A。

·擊穿電壓只有若干特定值。

·電容較大，有幾十至幾百pF。

4.TSS 選型

1)VDRM：截止電壓必須大于被保護(hù)的電路的最大工作電壓，小于最大極限電壓。否則的話，不僅影響被保護(hù)電路的正常工作，還影響TSS的使用壽命;

2)VS：轉(zhuǎn)折電壓必須大于設(shè)備信號(hào)正常工作電壓，小于設(shè)備最大極限電壓;

3)IH：維持電流必須大于設(shè)備的工作電流;

4)C：寄生電容根據(jù)電路所允許的插入損耗或信號(hào)傳輸?shù)念l率選擇;

5)IPP:最大瞬間峰值電流IPP必須大于通訊設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值;

6)Pw:半導(dǎo)體放電管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所損耗的功率應(yīng)小于其額定功率;

7)由于半導(dǎo)體放電管是一種開關(guān)型過(guò)電壓保護(hù)器件，導(dǎo)通后電壓比較低，為此不能單獨(dú)應(yīng)用在較高的電源線保護(hù)中;

8)一般并聯(lián)在電路之中。

5.TSS 運(yùn)用領(lǐng)域

半導(dǎo)體放電管TSS廣泛應(yīng)用于通信、安防、工業(yè)等電子產(chǎn)品的通信線保護(hù)中。

1、RS232/RS422/RS485 接口

2、XDSL 和 ISDN、HDSL 傳輸設(shè)備

3、用戶前端設(shè)備，如：電話機(jī)、傳真機(jī)、Modem

4、T1/E1接口

5、儀器儀表、及其配線架、以太網(wǎng)、CATV設(shè)備

6、安防產(chǎn)品、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表等產(chǎn)品中

6.TSS 應(yīng)用電路

1、CAN接口靜電浪涌保護(hù)方案

用于CAN接口的浪涌保護(hù)，采用低殘壓的TSS，有效保護(hù)接口,

IEC61000-4-5 浪涌10/700μs，8KV。

2、LED開路保護(hù)方案

PLED開路保護(hù)器件專用于LED燈珠串聯(lián)電路,當(dāng)某一個(gè) LED 燈珠損壞或開路時(shí)并不影響其他 LED燈珠的正常工作;并同時(shí)具有防過(guò)壓保護(hù)性能，使得 LED 能抵抗瞬時(shí)雷擊。

具有導(dǎo)通電壓低、反應(yīng)迅速、故障排除后可自恢復(fù)等

特點(diǎn)，大大提高了 LED 電路工作的穩(wěn)定性。

應(yīng)用說(shuō)明

LED 燈珠正常工作時(shí)：

D1~Dn 位置的LED 燈珠正常工作時(shí)，電路工作電壓為 3.3V~3.5V，PLED開路保護(hù)器件對(duì)電路沒有影響。

LED 燈珠出問(wèn)題時(shí)：

當(dāng)電路中某一LED 燈珠處于開路狀態(tài)時(shí)，PLE開路保護(hù)器件啟動(dòng)，充當(dāng)旁路導(dǎo)線的作用，PLED兩端電壓小于 1 V。其他 LED燈珠可以繼續(xù)正常工作。當(dāng)開路的 LED恢復(fù)正常工作后，PLED開路保護(hù)器件自動(dòng)恢復(fù)到關(guān)斷狀態(tài)。

3.RS422 RS485靜電浪涌保護(hù)方案

采用低殘壓的TSS，有效保護(hù)RS422 RS485芯片，TSS反應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)，既可防浪涌，又可防靜電. IEC61000-4-5 浪涌10/700μs，6KV。

4.SLIC 用戶接口電路防護(hù) LM61089B

LM61089B 是一種雙正向傳導(dǎo)緩沖門晶閘管(SCR)過(guò)壓保護(hù)器。其設(shè)計(jì)用于保護(hù)單片 SLIC

(用戶線路接口電路)防止雷電、交流電源觸點(diǎn)和感應(yīng)引起的電話線路過(guò)電壓。這個(gè)

LM61089B 限制超過(guò) SLIC 供電軌電壓的電壓。指定 LM61089B 參數(shù)以允許設(shè)備符合 Bellcore GR-1089-CORE 第 2 版和 ITU-T 建議 K.20、K.21 和 K.45。

LM61089B 參數(shù)如下。