一分钟读懂TVS与OVP

原创 单机片 2022-12-12 10:34

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1、TVS介绍

TVS是瞬态抑制二极管的英文缩写(Transient Voltage Suppressor),主要用于吸收瞬态高能量,比如静电。用于保护其后面的电子线路不受损坏。当TVS两端受到高压冲击时,其内阻迅速减小,吸收大量的浪涌功率,TVS响应速度非常快,是稳压管无法比拟的。主要应用在人体能够触摸的位置,如电源插头、USB插头、SIM卡座、TF卡座等等。如下:



TVS主要参数:

反向截止电压(VRWM):Reverse Standoff Voltage。TVS二极管不导通的最高电压。这个电压下的电流称为反向漏电流IR。


击穿电压(VBR):Breakdown Voltage @ IT。TVS在此电压时阻抗骤减至导通,处于雪崩击穿状态。


测试电流(IT):Test Current

测试电流,用来规定TVS的反向击穿电压(VBR),一般取1mA。


最大反向漏电流(IR):Reverse Leakage Current @ VRWM

在工作电压下测得的TVS最大漏电流。


脉冲峰值电流(IPP):Peak Pulse Current

TVS所能承受的最大电流,超过这个电流TVS就可能会损坏。


最大钳位电压(VC):Clamping Voltage @ IPP

当TVS承受瞬态高能量脉冲冲击时,流过大电流,所能承受的峰值为IPP,两端电压由VRWM值上升到VC值就不再上升,从而实现保护作用。


2、OVP介绍

OVP是过电压保护的英文缩写(Over Voltage Protection),是要应用在电源线上,原理很简单,当输入电压超过一定的数值后,内部的开关电路立即关断,保护后级电子线路,避免因电压过高,导致电路损伤以及器件烧毁。OVP电路不是什么新奇的电路,有些场合完全是使用分立元器件搭建。随着半导体行业的发展,集成度越来越高,OVP已经出现了专用芯片,在手机类产品上应用十分广泛,笔者曾经使用过的OVP芯片只有0.77*1.25mm,可以说是十分小巧了。


OVP内部原理如下:

IN:电源输入

OUT:电源输出

OVLO:通过外部匹配电阻调节阈值电压。

典型应用电路:这款OVP功能比较单一,其它厂家有些型号还带有使能等管脚。

OVP主要参数:

输入输出电压:这个不做解释了,根据自己的需求选择

导通电阻(ON resistance):主要指内部的MOS管导通电阻

最大连续输出电流:根据自己的需求选择。

OVP相应时间(OVP response time):响应时间指的是从超过阈值电压到MOS管关断这一段时间,这个时间是相当短的在几十纳秒级别,例如笔者使用的这款50纳秒。

3、总结:

TVS和OVP都是一种保护器件。TVS用来吸收浪涌功率保护后级电子线路,而OVP是开关关闭保护后级电子线路。TVS用在信号线、电源线都可以,OVP一般用在电源线上。

有些场合,比如手机的USB插头位置,一般都是TVS+OVP组合使用,发挥各自优势。在组合使用时,一定先让TVS吸收浪涌功率,然后再经过OVP,笔者认为TVS选型时,TVS击穿电压和OVP阈值电压基本一致,让TVS站好第一班岗,如下图所示。



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