最近工作很忙,周末都用來加班了。上周沒有發(fā)新文章,感覺有些對不住硬微的粉絲們。為了彌補,我決定這周給大家送點實打?qū)嵉母@斠娢哪?
書接上回,咱還是接著聊TVS管。前面講了TVS管的關鍵參數(shù),和穩(wěn)壓管的區(qū)別以及TVS管如何選型,常規(guī)的知識點已經(jīng)講的差不多了。今天我們就聊點不那么常見,至少你百度上不太容易搜到,但又很重要的知識點。
一道面試題
照例,先拋出來一道面試題:“選擇多大功率的TVS管才算合適?”。關于TVS功率的選擇,不曉得之前你考慮過沒。反正我這邊是感覺網(wǎng)上關于TVS管參數(shù)、選型等文章比較多,但關于TVS管功率計算及功率選型的文章比較少。但往往在這些點上更能體現(xiàn)面試者的功力。
TVS的Pppm
研究過TVS規(guī)格書的同學,對于上面的曲線一定不陌生。不管是哪個品牌,規(guī)格書上一定會詳細羅列Vrwm、Vbr、Vcl、Ipp等,但還有個Pppm不曉得你注意過沒有,它在表格中不會體現(xiàn),通常是混雜在特性描述或大段的文字說明中。
如下圖,在關鍵特性表格中不會出現(xiàn)Pppm;
如下圖,某TVS規(guī)格書的總體概述中隱藏著Pppm:
在另一份TVS規(guī)格書,Pppm則包含在Features中:
Pppm到底是什么?
Pppm:Maximum peak pulse power,最大峰值脈沖功率,說直白些,就是最大瞬態(tài)脈沖功耗。讀過《TVS管如何選型?》的同學應該記得里面有講過峰值脈沖電流Ipp,從名字上看前面相同,兩者有怎樣的關系呢?
Pppm和Ipp之間有怎樣的關系?
如下面公式所示:
Vcl就是我們前面文章中提到的鉗位電壓。
10/1000us電流波形
細心的同學會發(fā)現(xiàn):為什么在上面介紹Pppm時都會說明前置條件“ 10/1000us"?
因為Ipp的數(shù)值是在給定脈沖電流波形下的形成的,而這個給定脈沖電流通常是10/1000us。因為Pppm=VclxIpp,所以Pppm也有波形的前置條件。
又有同學好奇:10/1000us波形是什么?這里不做具體展開了,簡單貼一幅圖。
Tr:電流波形從峰值(Ippm)的10%上升至90%所消耗的時間;
Td:電流波形從開始到波形下降至峰值(Ippm)的一半所消耗的時間。
10/1000us波形就是Tr=10us,Td=1000us所對應的波形。
如果這篇文章僅把Pppm介紹到這里,有些太浮于表面,不符合硬件微講堂的調(diào)性。我們需要再深入一步。
電流波形變化后,Pppm會怎樣?
當然。前面說了Vppm有前置條件:給定波形10/1000us。如果測試波形發(fā)生調(diào)整,Vppm數(shù)值也相應變化。
如果給定電流波形調(diào)整為8/20us,Pppm會怎樣?
為了更有說服力,我們以ST的TVS管SMBJ5.0CA為分析對象。規(guī)格書明確寫明Pppm=600W@10/1000us波形,如下圖所示。
在規(guī)格書中發(fā)現(xiàn)有Ppp-tp的曲線圖,如下圖所示:
不曉得你看過上圖后,是否能夠得出8/20us波形對應的Pppm是多少的答案。如果沒有,請繼續(xù)往下,我們一起分析下這幅圖。
請跟隨我的步伐,從①開始看:
①時間軸找到1ms,即1000us處,向上對應曲線;
②查看1000us處對應的Pppm為600W;
③明確該600W對應的是10/1000us電流波形;
④時間軸找到20us,向上對應曲線;
⑤查看20us處對應的Pppm為4000W;
⑥明確該4000W對應的是8/20us電流波形。
注意:橫坐標時間軸是tp,表征脈沖的持續(xù)時間,相當于10/1000us波形中的td,而不是單純的時間t。
TVS管的功率選型
前面我們研究了結合Pppm-tp曲線,根據(jù)測試波形的不同去識別不同條件下TVS管的功率。下一步我們討論本文最為關鍵的問題:如何確定我們選擇的TVS管功率是否合適?
搞清楚這個問題前,我們需要明確前置條件:
①測試波形是哪個;
②測試電壓是多少,計為Utest;
③測試發(fā)生器的內(nèi)阻是多少,計為Rtest。
通過Ut和Rt,我們可以輕松地計算出實際電路中最大的測試電流Itest。
如果要讓TVS管在測試過程中順利泄放能量(電流),TVS上需要通過的功率Ptest,約為:
所以,我們需要確保所選的TVS管在該測試波形下的Pppm要大于Ptest。注意該測試波形是不是10/1000us波形。如果不是,需要根據(jù)上一小節(jié)的方法做換算Pppm。
總結
今天要討論的問題差不多了,2000多字,干貨滿滿?。∥覀儊硎崂硐陆裉於加懻摿四膸讉€問題,答案請在文章查找。
①Pppm到底是什么?
②Pppm和Ipp之間有怎樣的關系?
③為什么Pppm會有10/1000us波形的前置條件?
④10/1000us波形是什么?
⑥如果前置條件變化,Pppm會怎樣?
⑦如何確定我們選擇的TVS管功率是否合適?
以上討論內(nèi)容,都是基于我的理解。如果有哪里不合適的,歡迎留言指正,謝謝!