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TVS管经常损坏,其中原由你知道吗

作者:立深鑫        发布时间:01-27        点击:
摘要 : 二级浪涌保护电路中,由于TVS 管的响应时间较快,当端口受到浪涌电压冲击时,通常TVS先进入反向雪崩击穿导通状态,当浪涌电压较高时,TVS 管导通后,进过TVS管的在di /dt较大,在电感两端的压降也比较大,所以气体放电管两端的电压很快就会超过其击穿电医导致其导通
在―块电源板中,供电为AC24 V,需要满足1.2/50--8/20 us浪涌混合波的6 kV 测试。

产品型式实验时分别进行了1kV、2kV、4kV、6kV的测试,测试均能通过。但是,产品销售一段时间后,返修率较高,调查发现,该产品主要损坏的是保护电路中的后级保护器件TVS 管。

该产品的电源端口浪涌保护电路如图所示,其中损坏的即为图中的'TVS管


TVS管保护电路

为了找出问题所在,进行不同的浪涌电压测试,发现在浪涌电压500~550 V测试时,出现了TVS 损坏现象,而当渡源电压提升到580V-6 KV时,反而没有出现TVS损坏现象。

原理图中表示的防护方案能正常起到防护作用,而且器件没有损坏。由此可见,图所示的浪涌保护电路设计方案确实存在盲点,盲点在580 V以下。

图所示的二级浪涌保护电路中,由于TVS 管的响应时间较快,当端口受到浪涌电压冲击时,通常TVS先进入反向雪崩击穿导通状态,当浪涌电压较高时,TVS 管导通后,进过TVS管的在di /dt较大,在电感两端的压降也比较大,所以气体放电管两端的电压很快就会超过其击穿电医导致其导通,这样,流到后级保护器件TVS 管的能量就较小,TvS承受的电流也较小,所以TVS管没有损坏;


TVS管保护电路

当浪涌电压较低时,di/dt较小,电感两端的压降较小,使得气体放电管GDT两端的电压不能超过其击穿电压,即气体放电管未动作,浪涌电流基本都往后级 TVS管流,而TVS通流能力有限,此时就会导致TVS过流损坏。

所以原因我们已经分析出来了,接下来我们试—下

我们需要选择通流量更大的TVS,选择BV-SMBJ58C2H,其能承受1KV, 500A的混合浪涌冲击。


TVS管保护电路

更换器件后进行测试,测试通过;

最后我们小结一下:

浪涌保护电路的"盲点”,就是浪涌电压高于最大持续运行电压,但可引起一个多级防护电路不完全动作的工作点,这可能造成防护电路中的一些元件遭受过载,导致防护失效。

由于浪涌保护器件的非线性特点,浪涌测试电压需要从低电压逐渐提升到标准中规定的测试等级。全面测试时发现浪涌保护电路"盲点"的好方法,当浪涌测量电压降低到前级保护电路不动作时,看后级能否承受,如果后―级保护电路可以承受,则方案不存在盲点,如果后―级保护电路不能承受,则该设计方案就存在盲点。