Защита от перенапряжений tvs

Вот что обычно не говорят в спецификациях: TVS-диод — это не волшебный щит, а скорее предохранительный клапан, который сам сгорает, спасая схему. Многие до сих пор путают его с варистором, а зря — тут совсем другая физика пробоя.

Почему TVS, а не варистор?

Помню, как на одном проекте для телеком-оборудования заказчик требовал ставить варисторы — мол, дешевле. Но когда посчитали потери от замены плат после грозы, перешли на TVS-диоды. Разница в скорости срабатывания — наносекунды против микросекунд.

Кстати, у китайских коллег из ООО Юэцин Сутун Электрооборудование видел интересные решения по комбинированной защите. Они там в ?Столице электротехники? не зря сидят — знают, как совместить TVS с газоразрядниками для многоуровневой схемы.

Особенно критично для цепей с микроконтроллерами — там даже кратковременный выброс в 100 нс уже может вызвать сбой. Проверял на осциллографе: стандартный SMAJ15A срабатывает быстрее, чем варистор успевает начать греться.

Как выбирать — по пику или по джоулям?

Частая ошибка — брать TVS только по напряжению стабилизации. На самом деле импульсная мощность важнее. Как-то раз поставил SMBJ12A на линию питания, а она после третьего разряда треснула — не учёл, что энергия импульса была выше рассеиваемой.

Сейчас всегда смотрю на форму волны тестового импульса: 8/20 мкс или 10/1000 мкс — разница в энергии в разы. Для молниезащиты точно нужен запас по джоулям, иначе диод просто испарится.

Кстати, на сайте https://www.sutong.ru есть удобные таблицы по импульсным токам для разных серий — я иногда сверяюсь, когда подбираю компоненты для промышленного оборудования.

Монтаж — где прятать ?скорую помощь?

Учился на своих ошибках: однажды разместил TVS в 5 см от защищаемой микросхемы — толку ноль. Выброс успевал дойти до чипа раньше, чем срабатывала защита. Теперь сажаю прямо на клеммы разъёма, даже если это ухудшает компоновку.

Ещё нюанс — длина выводов. Обрезал как-то ножки для красоты монтажа, а потом поймал странные отказы. Оказалось, увеличилось паразитное индуктивное сопротивление — диод не успевал отрабатывать.

Для высокочастотных линий вообще отдельная история — там и ёмкость TVS становится критичной. Приходится искать компромисс между защитой и целостностью сигнала.

Китайские аналоги — брать или не брать?

Работая с ООО Юэцин Сутун Электрооборудование, заметил их подход к тестированию — каждый диод проверяют на импульсный ток, а не выборочно. Это важно, ведь разброс параметров у дешёвых аналогов бывает до 30%.

Но есть нюанс: некоторые производители экономят на кремниевой структуре — диод вроде работает, но после нескольких срабатываний напряжение пробоя начинает ?плыть?. Проверял на тепловом стенде — дешёвые образцы деградировали за 50 циклов, тогда как оригинальные Littelfuse держались 200+.

Хотя для некритичных применений — скажем, защиты кнопок — можно ставить и более доступные варианты. Главное — не забыть про тесты на повторяемость импульсов.

Когда защита становится угрозой

Самая неприятная ситуация — когда TVS выходит из строя коротким замыканием. Был случай на железнодорожной аппаратуре: диод замкнул после перенапряжения, и вся схема осталась без защиты. Теперь всегда ставлю плавкий предохранитель последовательно.

Ещё важно учитывать температуру — на солнцепёке корпус TO-220 может нагреться до 80°C, а это снижает импульсную мощность на 20-30%. Для уличного оборудования лучше брать с запасом.

Кстати, в документации на www.sutong.ru видел грамотные рекомендации по теплоотводу для силовых TVS — пригодилось при проектировании ветрогенераторов.

Что в итоге?

За 8 лет работы с защитой от перенапряжений понял главное: TVS — не панацея, а элемент системы. Без правильного заземления, экранирования и грамотного монтажа даже самый дорогой диод не спасёт.

Сейчас при выборе всегда смотрю не только на datasheet, но и на тесты независимых лабораторий. И да — иногда лучше переплатить за бренд, чем потом менять сгоревшие платы.

Китайские производители вроде ООО Юэцин Сутун Электрооборудование постепенно догоняют лидеров — их последние серии TVS для автомобильной электроники уже близки по параметрам к классическим решениям.