降低TVS二极管的钳位电压


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跟进我之前的问题

我正在设计一种由5V电源供电的产品,该产品可将其馈入TLV1117LV33 LDO。该项目的典型电流消耗小于500mA,但该稳压器便宜且稳定,带有陶瓷输出帽,因此到目前为止我还是喜欢的。无论如何,在上一个问题中建议我在Vin线上放置一些ESD和瞬态保护,这对我来说很有意义,因此我考虑的解决方案是串联PTC多熔丝,然后再使用标准的单向TVS二极管地面。

但是,我看过的所有二极管(例如Littelfuse SP1003Vishay GSOT05C)都具有很高的钳位电压。我知道这是标准的,即TVS二极管的最大钳位电压将大大高于其最大反向隔离。我还知道,较低的钳位电压和较低的动态电阻被认为是TVS二极管的品质因数。

但是,我的调节器的安全工作输入范围高达5.5V(绝对最大6V)。这些二极管具有5V反向隔离,通常在1A时约为7V钳位电压(在30A时约为12V)。那会很容易炸我的调节器!我见过的器件具有较低的钳位电压,但是当我说“更低”时,我的意思是10V而不是12V(在30A时)。我如何降低钳位电压,以便在5V电源轨(或类似的东西)上出现电感性瞬变时,稳压器能够幸免?

像MOV之类的设备似乎具有更高的钳位电压,据我所知,这不是一个出色的解决方案。我也听说过有关多级ESD保护的信息,但是没有关于如何做的建议。我在想什么吗?

Answers:


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您可以查看齐纳二极管而不是TVS二极管,以获得较低的钳位电压(但功率处理更差)。

您要担心5V电源轨上的输入尖峰有多严重?还是您有更高的输入电压?您可以在5V之前放置一个具有高额定电压的非LDO稳压器(例如LM350或类似产品),以便5V可以得到很好的稳压。普通的TVS钳位电压远低于LM350的35V额定输入电压。

但是,如果您的电源输入(可能包含尖峰)必须为5V,则此功能将无效。

另一种选择是电阻/齐纳二极管。一个2欧姆的电阻在500 mA时将下降1V。接一个5.1V齐纳管和您的稳压器,然后加上TVS,您将拥有一个更强大的系统。TVS会处理非常严重的峰值。电阻器+齐纳管会确保电压保持在“范围内”而不会爆炸,然后调节器即可进行调节。

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

免责声明:我是一个业余爱好者。如果有人这样做是为了生计(以及为什么/如何做),我会很乐意承认我错了:-)

因此,考虑一个7V的尖峰使其通过TVS。这意味着齐纳二极管需要额定1A的临时功耗才能生存。


我的设备由电话充电器式电源供电,因此固定为5V @ 1A。菊花链式稳压器可能会涉及过多的压差,因为5V至3.3V之间没有那么大的裕量。串联电阻也是不可能的-如果它的大小足以衰减尖峰,它还会引起很大的功率损耗并将LDO压入低压差。另一件事-如果我可以使用更高的输入电压,那么我可能根本不会理会线性稳压器。超过约8V时,热量损失将非常高,以至于我得到了一个可承受12V输入的开关。
tummychow

次级齐纳管的想法虽然很有趣。有没有人有过使用该技术的经验?
tummychow

您关于串联电阻会造成损耗使次级稳压器掉线的假设违反了欧姆定律。存在一个电阻,该电阻的最大消耗电流(500 mA)将使输入电压(5V)下降到小于LD117V33的安全裕度。2欧姆很安全,因为您可以验证自己。再接第二个齐纳管,您就很好了!
乔恩·瓦特

2欧姆会引起线路上的1V压降。结合USB电源规格的变化(低至4.75V被认为是可以接受的,如果我的假USB壁式电源下降到4.5V,我也不会感到惊讶),现在可能会将稳压器推向了临界运行状态。在500mA时,其压降约为1A时的压降的一半,即〜250mV,因此3.5V Vin绝对将其切得太小,无法满足我的口味。
tummychow

那么,为什么还要担心大的电压尖峰呢?在输入端添加一个220 uF电容器和一个5.1V齐纳二极管,可以满足上述用例中的所有正常使用。
乔恩·瓦特
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