I. รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ TVS
ไดโอดป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (TVS) เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่โดยทั่วไปจะใช้ในวงจรแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้มีภูมิคุ้มกันต่อการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) และแรงดันไฟกระชาก
กระบวนการทั่วไปในการจัดการกับแรงดันเกินในวงจรคือการเชื่อมต่ออุปกรณ์ป้องกันเหล่านี้แบบขนานกับวงจรแหล่งจ่ายไฟ เพื่อให้สามารถป้องกันระบบได้ในกรณีที่เกิดแรงดันไฟกระชาก ภายใต้สภาวะแรงดันไฟฟ้าปกติ ไดโอด TVS จะทำงานเหมือนกับวงจรเปิด เมื่อแรงดันไฟเกินปกติ จุดเชื่อมต่อไดโอด TVS จะนำไฟฟ้า ทำให้แรงดันเกินถูกเบี่ยงเบนออกจากวงจรนิรภัย จากนั้นกระแสจะถูกปัดผ่านไดโอดแคลมป์
ไดโอดป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันเซมิคอนดักเตอร์ในวงจรและอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน แต่ยังใช้เพื่อป้องกันพลังงานสำรองและวงจรสัญญาณ
เนื่องจากการตอบสนอง แรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ แรงดันไฟฟ้าแคลมป์ต่ำ และข้อดีอื่นๆ อีกมากมาย ไดโอด TVS จึงเหมาะสำหรับการปกป้องอุปกรณ์ในพื้นที่ที่สำคัญอย่างยิ่ง เช่น การบินและอวกาศ การป้องกันประเทศ การแพทย์ และโทรคมนาคม
II. สามแอปพลิเคชันหลักสำหรับ TVS ในวงจรที่ซับซ้อน
ไดโอด TVS ให้การป้องกันวงจรของคุณด้วยพิกัดกระแสที่หลากหลาย และความสามารถในการป้องกันจะเพิ่มขึ้นตามพื้นที่จุดต่อ ทำให้ง่ายต่อการดูดซับกระแสชั่วคราวที่สูงขึ้น ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวด้วยกระแสต่างๆ นอกจากข้อได้เปรียบนี้แล้ว คุณควรพิจารณาเลือกเซมิคอนดักเตอร์ของ TVS เพื่อปกป้องวงจรที่ซับซ้อนของคุณด้วย
1. ความสามารถในการป้องกันระบบวงจรจากแรงดันเกินและกระแสเกิน
ไดโอด TVS ทำงานอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันวงจรของคุณจากความร้อนระหว่างการทำงาน ด้วยการลดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวของเซมิคอนดักเตอร์และไอซี ไดโอดจึงช่วยลดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นและยืดอายุการใช้งานของวงจร เหตุการณ์แรงดันไฟเกิน (เช่น แรงดันไฟกระชาก) สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อแรงดันในวงจรสูงกว่าช่วงขีดจำกัดการออกแบบ ส่งผลให้เกิดไฟกระชากและความเสียหายอย่างมากต่ออุปกรณ์ ในกรณีเช่นนี้ ไดโอด TVS จะทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันแรงดันไฟเกินเป็นหลัก เพื่อป้องกันความเสียหายต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และการคายประจุไฟฟ้า
2. ใช้เป็นตัวหนีบแรงดันไฟฟ้าเพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว
ไดโอด TVS ยึดแรงดันชั่วขณะเพื่อลดแอมพลิจูดของชั่วขณะในระบบวงจร ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์หนีบที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับคงที่ ไดโอดหนีบจะเริ่มหนีบทันทีที่แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ปัจจุบันเพิ่มขึ้นเกินขีดจำกัดที่ตั้งไว้ ไดโอดจะดูดซับแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินเพื่อป้องกันวงจร และเมื่อแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกินแรงดันพังทลายของหิมะถล่ม ไดโอด TVS จะดูดซับพลังงานส่วนเกินของแรงดันไฟเกิน เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินลดลงสู่ระดับปกติหรือต่ำกว่าระดับเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ ไดโอดจะกลับสู่โหมดไม่นำไฟฟ้า
3. เพิ่มแอมพลิจูดให้อยู่ในระดับที่ควบคุมได้มากที่สุด
อุปกรณ์ป้องกันต้องทำงานอย่างรวดเร็วเพื่อควบคุมกระแสและแรงดันในวงจร สารกึ่งตัวนำของ TVS ตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสิ่งเร้าเพื่อควบคุมแอมพลิจูด เหตุผลของสิ่งนี้คือพวกมันเป็นไดโอดโซลิดสเตตที่ดูดซับผลกระทบที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหันหรือชั่วคราวของแรงดันไฟเกินโดยการควบคุมแอมพลิจูดและทำให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย ให้การป้องกันที่ครอบคลุมในพื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย เพื่อป้องกันแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปอย่างรวดเร็ว ไดโอดเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ป้องกันส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์พื้นฐานเพื่อจำกัดแอมพลิจูดและป้องกันวงจร
แม้ว่าการป้องกันวงจรที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอินเทอร์เฟซแบบ Hot-swappable และฟ้าผ่าเป็นสิ่งสำคัญ การป้องกันไฟกระชากทำได้ดีที่สุดโดยใช้เซมิคอนดักเตอร์ TVS เพื่อยึดแรงดันไฟเกินให้อยู่ในระดับที่ได้รับการป้องกันที่อินพุตของระบบวงจร สิ่งสำคัญคือต้องเลือกอุปกรณ์ TVS ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานทางไฟฟ้าที่กำหนด ผู้ใช้หรือวิศวกรไฟฟ้าจำเป็นต้องทราบอย่างรอบคอบเกี่ยวกับฟังก์ชันต่างๆ ที่นำเสนอโดยอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าชั่วขณะประเภทใดประเภทหนึ่ง การเลือกอุปกรณ์อย่างระมัดระวังสามารถช่วยเสริมการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันได้
