直流瞬态保护中使用的双向齐纳二极管是什么?


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我经常看到两个齐纳二极管(彼此相对)横跨电源导轨。我不明白为什么这是必要的。

例如,如果我有一个16V齐纳二极管和一个12V电源轨,则16V齐纳二极管将保护电源免受16V以上的瞬变影响。它还可以防止-0.7V以下的负瞬变-例如,如果我倒转了电池。

为什么将两个齐纳二极管对置会改善这一点。假设我在同一设置中放置了两个15V稳压器。现在,它将保护电源免受〜16V以上瞬态电压的影响(可以)。但现在它只能保护电源免受低于-16V(而非-0.7V)的负瞬变的影响。为什么有人要这个?我不希望供应链在任何阶段都走负!

例如:请参阅http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4359f.pdf中的示例电路

Answers:


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汽车设计标准非常严格。

电子设备必须能够承受反向启动并以24V升压启动的汽车。(是的,人们仍然在冬日里仍然这样做。)它也必须在负载断开的情况下处理电池的负载突降。

如果您的设计在-0.7V下分流电池,它会像保险丝一样熔断,那么您就没有保护措施。

因此请注意,汽车测试要严格得多。齐纳二极管的这种特殊设计可保护稳压器免受其吸收内的故障。最大输入。-40V〜+ 80V,这似乎足够了,但这些齐纳二极管不会在汽车的+ 24 / 12V测试中烧断,但还能保护器件免受高于该电压的尖峰影响。

在此处输入图片说明


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正如您提到的,双向TVS设备没有极性。它们可用于限制交流应用中的正向和负向摆动。两个串联的单向器件也可以做到这一点,但是您可以通过更改TVS来调整钳位阈值-您可以串联一个12V且极性相反的电压为24V,并且钳位将以12V + 0.6V的方式工作,否则为24V + 0.6V。

在DC电路中,它们可以以任何一种方式插入,并且将按照您的描述“工作”-一个有用的正钳位,和一个没用的(在许多情况下)负钳位。但是,如果向后安装单个单向TVS,则会在要保护的内容上形成非常坚硬的正钳位-以您的示例为例,它将被固定在0.6-0.7V而不是16V。

对于低压钳位(如I2C线路上的ESD钳位),通常应使用单向器件来控制负尖峰。

您引用的数据表显示了一种汽车应用,其中来自电池/交流发电机的直流电几乎就是您可以想象到的最讨厌的直流电源(难以置信的刚性,易受巨大,可怕的瞬变/电涌等影响)-选择70V TVS 24V系列是故意的:

The LTC4359 operates from 4V to 80V and withstands
an absolute maximum range of –40V to 100V without
damage. In automotive applications the LTC4359 operates
through load dump, cold crank and two-battery jumps,
and it survives reverse battery connections while also
protecting the load.
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