光伏储能电池管理系统BMS架构框图

TVS选型标准

1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压。
2、TVS额定反向关断VRWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VRWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压,并行连接分电流。
3、TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
4、在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
5、对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
6、根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理;多线保护选用TVS阵列更为有利。
7、温度考虑。瞬态电压抑制器可以在-55 ℃ +150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度工作,由于其反向漏电流IR是随增加而增大;功耗随TVS结温增加而下降,从+25℃到+175℃,大约线性下降50%与击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。

TVS的基本工作原理

工作原理:
TVS Transient Voltage Suppressor 是基于半导体硅材料,通过功率半导体工艺加工完成的、能够起到瞬态电压防护的一种半导体器件。当TVS的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以ps量级的速度将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压钳位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的损坏。
工作特点:
* 常规的TVS能够处理的电压范围从3.3V到550V,处理电流的能力从几A到几百A(10/1000us)不等;
* 响应速度快(ps级别)、瞬态功率大、漏电流低、击穿、击穿电压偏差小(5%)、钳位能力强等。

TVS的电性参数

最大反向电压(VR):使最大反向电压(VR):使TVS保持高阻态的最大电压。由前面TVS的V-I 特性曲线图可知,当加在TVS两端的电压低于不动作电压(VR)的时候,TVS还是呈现出高阻态,此时流过TVS的漏电流(IR)非常小,一般为μA级别,保护器件相当于开路,所以不会影响电路的正常工作。在电路中无浪涌时,电路的正常工作电压不能使TVS器件动作,所以在TVS选型的时候,应该使电路的工作电压小于或等于不动作电压(VR),并且还应该充分考虑工作电压出现波动时的情况。
漏电流(IR): 当加在TVS两端的电压为不动作电压(VR)的时候,流过TVS的电流。漏电流(IR)的大小反映了TVS器件在没有浪涌过电压时候的绝缘性能。漏电流(IR)的值越小,说明TVS器件在电路正常工作的时候就越接近于开路状态,对被保护电路的影响也越小。影响漏电流(IR)大小的因素有很多,如温度和芯片工艺等。捷捷的TVS器件漏电流在同行业来看都是很低的,不动作电压(VR)大于10V的器件漏电流(IR)小于1μA,不动作电压(VR)小于10V的器件漏电流(IR)只有同行的1/3左右。
击穿电压(VBR): 当加在TVS两端的电压超过不动作电压(VR)后,TVS的电阻开始迅速
减小,此时流过TVS的电流开始呈现指数级别增大。当流过TVS的电流达到IT=1mA的时候
,我们认为TVS完全导通,此时的电压就是击穿电压(VBR)。击穿电压(VBR)就是当流
过TVS的电流为1mA时,TVS器件两端的电压。击穿电压(VBR)比不动作电压(VR)稍高
,一般为不动作电压(VR)的1.1倍。

钳位电压(VC): 由TVS的V-I特性曲线图可知,当加在TVS两端的电压超过VBR后, TVS的V-I特性曲线图变得特别陡峭。流过TVS的电流呈现指数形式上升,但TVS两端的电压几乎不改变。在标准测试波形下,当流过TVS的电流为该器件所能承受的最大电流IPP时,TVS两端所对应的电压就是最大钳位电压(VC)。若流过TVS的电流比IPP小,那么TVS两端的电压会略低于VC。最大钳位电压(VC)可以理解为TVS两端会出现的最大电压。当然在实际应用的时候, VC会因为测试波形的不同而发生一定的改变。在选型的时候,我们应该使VC低于后级电路所能承受的最大电压。
峰值脉冲电流(Ipp):在标准测试波形下,可重复施加的最大脉冲电流。标准测试波形通常是指10/1000μs的双指数电流波形。但若由其他说明,也可以是8/20μs电流波形。不过在不同的测试波形下,同一器件的IPP值会有所不同。
峰值脉冲功率(Ppp):反应器件通流能力的一个参数,其数值等于IPP乘以VC。对于不同厂家的相同峰 值 脉冲功率的器件 , 由公式PPP=IPP×VC可知,其器件的残压VC越低,那么在相同测试波形下,器件的通流能力也越强。同时更低的VC也有利于后级被保护电路不被损坏。

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