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电子知识

TVS管功率计算,不懂的来看!

作者:立深鑫电子        发布时间:07-10        点击:
摘要 : 相信很多小伙伴都不知道怎么计算TVS管的功率,在此我就以一个常见的汽车电源部分的原理图来给大家讲解一下。下面那张图片呢就是汽车电源的原理图,图片上所示的是防反接模块和LDO模块。
相信很多小伙伴都不知道怎么计算TVS管的功率,在此我就以一个常见的汽车电源部分的原理图来给大家讲解一下。下面那张图片呢就是汽车电源的原理图,图片上所示的是防反接模块和LDO模块。客户要求ISO7637-2脉冲5为40V/400ms,内阻2欧姆,我第一次用的是SPD84201C,结果不是很好,TVS管烧毁了,后来我把SPD84201C更换为SPD83582C,现在可以达到客户的要求了。

TVS管电路图

遇到的问题:

1、我们结合上图来看,40V是TLE42644G的最大输入电压,SPD83582C的Vbrmin=64.4V, Vrsm=74.1V,在上述模块中我认为SPD83582C没有起到任何作用,根据TVS管的参数选型标准,此时应该现选择的应该是Vrsm<40V和Vbrmin>18V(电源电压)的TVS管,但最重要的一点就是我们先得把客户要求的400ms的TVS管的功率计算出来,这又该如何去计算呢?

2、如果客户没有特殊要求,按ISO7637-2脉冲5的标准我是否要选择合适的LDO呢?这可以有效降低TVS管的功耗吗?

答案:

上述问题中脉冲的能量是庞大的,TVS管能做的就是将电压稳定在一定范围之内。

我的计算方法其就是将TVS管当成一个可变电阻,之后再将加在TVS管上的最大功率核算出来。

上面我所说的可能有些肤浅,这里针对us级别的脉冲,核算静态功率,因为这个的失效机理属于瞬间的热失效;而针对这种40ms~400ms的,可以首先计算两个最终的阻抗:

对于SPD84201C而言:

第一阶段,此时TVS管的电阻无穷大,电压很快上升至22.2~24.5V,TVS管开始击穿。

第二阶段,TVS管的电压上升,其阻抗开始下降,整个过程中,电压上升至32.4V,此时等效电阻为1.74Ohm,电流为10.7A,这是最高的电流。

第三阶段,TVS管的电压开始下降,阻抗变大,电压在一个稳定的范围内,这个稳态值可以用迭代的方法进行计算。为了计算方便,我们假定这里稳定的电压就是24.5V+2V,此时的电阻为4Ohm,功率为175W.毫无悬念,这是肯定要被烧掉的。

因此大多数的车子,都在努力在发电机那块加入中央抑制器,将脉冲能量直接直接吸收,这里不能使用表贴的了。而且上方的大多数元件,需要能够承受40V的耐压值了。
SPD83582C承受的能量是非常有限的,所以不会烧毁,但是整个后级系统就承受了很大的电压。


TVS管