TV 다이오드 이해 |전압 스파이크에 대해 어떻게 보호하는지

과도 전압 스파이크 (브리프, 강렬한 전압 서지)는 전자 회로를 심각하게 손상시킬 수 있습니다.이 스파이크는 나노초에서 밀리 초까지 지속 시간과 강도가 다양하며 모터 전원 또는 정적 방전과 같은 일상적인 사건에서 발생할 수 있습니다.전자 장치를 보호하기 위해 과도 전압 억제 (TVS) 다이오드는 신속하게 과전압을 클램핑하여 민감한 장치를 보호하기 위해 신속하게 작용합니다.이 기사에서는 TVS 다이오드의 작동 방식, 사용 방법 및 가장 필요한 위치를 살펴 보겠습니다.

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그림 1 : TVS 다이오드

TVS 다이오드가 설명했다

과도 전압 억제제 (TVS) 다이오드는 서지 보호기의 작동 방식과 유사하게 갑작스런 전압 스파이크로부터 전자 회로를 보호하는 데 사용됩니다.그들은 이러한 서지를 신속하게 감지하고 전압을 안전한 레벨로 클램핑하여 회로 손상을 방지합니다.이 기능은 소량의 전압 변동조차도 중요한 문제를 일으킬 수있는 민감한 전자 장치에 중요합니다.

그림 2 : TVS 다이오드 보호

TVS 다이오드는 표준 다이오드에 비해 더 큰 P-N 접합을 특징으로합니다.이 기능은 큰 서지 전류를 효율적으로 소산하는 능력을 향상시킵니다.그들은 보호 된 구성 요소의 최대 전압 등급보다 낮은 특정 분해 전압에서 활성화하도록 설계되었습니다.이 설계는 즉각적인 활성화를 보장하여 번개 타격, 정전기 방전 (ESD), 전기 빠른 과도 (EFT) 및 유도 부하 스위칭과 같은 전기 교란의 손상 위험을 줄입니다.

TVS 다이오드 기능

과도는 내부 회로 복잡성 및 외부 환경 요인, 주파수, 강도 및 기간이 다양합니다.이러한 교란의 예측할 수없는 특성은 신뢰할 수있는 회로 보호에 TVS 다이오드를 중요하게 만듭니다.

그림 3 : TVS 다이오드는 어떻게 작동합니까?

TVS 다이오드는 전자 회로 내 동적 보호기로서 기능합니다.그들이 보호하는 회로와 병행하여 전압 레벨을 지속적으로 모니터링합니다.전압 스파이크가 안전한 레벨을 초과하면 TVS 다이오드는 클램핑 메커니즘을 활성화합니다.이 빠른 응답은 전압을 안전한 임계 값으로 줄이고 과도한 전류를지면으로 전환시켜 전압을 제한합니다.다이오드의 클램핑 동작은 전압 스파이크 중에 만 활성화되도록 정확하게 조정됩니다.이는 표준 조건에서 정상 회로 작업이 영향을받지 않음을 보장합니다.

전기 서지에 대한 TVS 다이오드의 빠른 작용은 번개 타격, 전력 이상 및 정전기 배출을 포함한 다양한 전기 교란의 영향을 완화시킵니다.이러한 보호는 통신 또는 고주파 응용 프로그램과 같은 분야에서 관련이 있습니다.과도한 전압을 클램핑하고 회로에서 멀어지게함으로써 TVS 다이오드는 전자 시스템의 무결성 및 기능을 보존합니다.

TVS 다이오드 품종

TVS 다이오드는 통로 홀 및 표면 장착 형태로 제공되며 다양한 어셈블리 요구 사항에 맞습니다.이들의 유형에는 단방향 및 양방향 다이오드가 포함되며, 각각의 특정 회로 요구를 충족시킵니다.이 분류는 회로의 복잡성에 관계없이 다이오드가 정기적 인 작업 또는 외부 교란으로 인한 전기 위협을 효과적으로 관리 할 수 ​​있도록합니다.

자동차 TVS 다이오드

그림 4 : 자동차 TVS 다이오드

자동차 산업에서 TVS 다이오드는 발전기 부하 덤프 또는 필드 붕괴와 같은 고 에너지 과도로부터 전자 시스템을 보호합니다.자동차 전기 시스템 내에 전략적으로 배치 된이 다이오드는 일시적 스파이크로부터 민감한 부품을 보호합니다.가혹한 조건에서 자동차 전자 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킵니다.

제너 다이오드

그림 5 : 제너 다이오드

TVS 다이오드의 유형 인 Zener Diodes는 전압 수준을 관리하는 데있어 정확한 것으로 알려져 있습니다.그들은 특정 분해 전압 근처에서 작동하고 전압 변동 중에도 안정적인 전류를 유지합니다.이로 인해 전압 참조 및 과전압 및 정전기 방전 (ESD)으로부터 회로를 보호하는 데 이상적입니다.고주파 회로 및 데이터 라인에 유용합니다.

양방향 다이오드

그림 6 : 양방향 다이오드

양방향 TVS 다이오드는 양수 및 음성 방향으로 전압 변동을 처리합니다.그들은 단방향 변이체보다 다목적 성을 제공합니다.이 기능은 여러 방향에서 전압 과도가 발생할 수있는 복잡한 전자 시스템에서 유리하며 강력한 보호가 필요합니다.

ESD 다이오드

그림 7 : ESD 다이오드

ESD 다이오드는 고전압 정전기 방전으로부터 통합 회로 (ICS)를 보호하도록 설계된 특수 TVS 다이오드입니다.그들은 과도한 전압을 흡수하고 접지에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공하고 ESD 이벤트 중 오작동이나 손상을 방지합니다.그들의 빠른 반응은 까다로운 응용 프로그램에 대한 강력한 ESD 보호를 보장합니다.

클램핑 전압 다이오드

그림 8 : 클램핑 전압 다이오드

클램핑 전압 다이오드는 과도한 전압을 클램핑하여 민감한 전자 부품을 보호합니다.이 다이오드는 과도를 완화하기 위해 빠르게 작용하여 안전한 작동 한도 내에서 전압 레벨을 유지합니다.이것은 전기 서지로 인한 손상을 방지하고 정교한 전자 시스템의 무결성을 보존합니다.

littelfuse 다이오드

그림 9 : littelfuse 다이오드

Littelfuse Diodes는 강력한 보호 기능 및 광범위한 응용 범위로 유명합니다.littelfuse 다이오드를 선택할 때 회로의 특정 환경 및 운영 요구를 고려하십시오.다이오드의 특성을 보호 요구에 맞추면 전자 구성 요소의 최적 성능이 보장됩니다.

과도 억제 다이오드

그림 10 : 과도 억제 다이오드

과도 억제 다이오드, 트랜스 orbs라고도합니다.중간 정도의 주파수 회로에서 과도 전압을 완화합니다.그것들은 단순성, 효과 및 빠른 응답으로 가치가 있지만, 사용은 높은 커패시턴스로 인해 더 높은 비용과 주파수 범위에 의해 제한 될 수 있습니다.

보호 다이오드

그림 11 : 보호 다이오드

보호 다이오드는 전류가 주로 한 방향으로 흐르는 응용 분야에서 사용됩니다.컴포넌트 고장을 유발할 수있는 역전전으로부터 보호합니다.이 다이오드는 회로에서 발생할 수있는 최고 전압을 초과 해야하는 피크 역 전압 등급을 기반으로 선택됩니다.리버스 전류에 대한 강력한 보호를 보장합니다.

트랜스 실 다이오드

그림 12 : 트랜스 실 다이오드

Transil Diodes는 PC에서 의료 및 무선 통신 시스템에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 사용되는 다목적 TVS 다이오드입니다.전기 응력에 대한 견고성은 갑작스러운 전기 스파이크로부터 회로를 보호하는 데 가치가 있습니다.

언제 TVS 다이오드를 사용해야합니까?

TVS 다이오드는 다양한 전자 응용 분야에서 널리 사용됩니다.컴퓨팅 장치에서는 전압 변동으로부터 마이크로 프로세서 및 MOS 메모리와 같은 민감한 구성 요소를 보호합니다.통신 장비에서 TVS Diodes는 통신 시스템을 방해 할 수있는 서지에 대해 보호합니다.

또한 번개 또는 장비 오작동과 같은 내부 문제로 인한 전압 스파이크로부터 AC 전원 라인을 보호하는 데 사용됩니다.가정 기기 및 엔터테인먼트 장치를 포함한 국내 및 상업용 전자 시스템 모두에서 TVS Diodes는 다양한 전기 조건에서 신뢰할 수 있고 안전한 작동을 제공합니다.

자동차 전자 장치에서 TVS 다이오드는 발전기 하중 덤프, 소음 전환 및 기타 전기 간섭 공급원으로 유도 된 과도를 방지합니다.과도한 전류를 지상으로 안전하게 전환하는 능력은 손상의 위험을 최소화합니다.불리한 환경에서도 운영 안정성을 유지합니다.

TVS 다이오드 보호가 없으면 전자 장치는 갑작스런 전압 스파이크로 인한 손상으로 인해 훨씬 ​​더 위험합니다.TVS 다이오드는 이러한 스파이크가 민감한 구성 요소가 처리 할 수있는 레벨을 초과하는 것을 막지 않습니다.이러한 다이오드가 없으면 전압 스파이크는 단락과 같은 심각한 손상을 일으키거나 시간이 지남에 따라 장치의 성능을 점차적으로 마모시킬 수 있습니다.결과적으로 TVS 다이오드가없는 장치는 종종 더 자주 분해되어 비용이 많이 들고 정상적인 작업을 방해 할 수있는 더 많은 수리 및 부품 교체가 필요합니다.

게다가, 의료 또는 산업 환경과 같은 중요한 영역에서는 스테이크가 훨씬 높습니다.예를 들어, 전압 스파이크로 인해 의료 장비가 실패하면 환자 안전을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.마찬가지로 산업 환경에서는 예기치 않게 내려가는 장비가 생산을 중단하여 지연 및 문제로 이어질 수 있습니다.따라서 TVS 다이오드가없는 것은 전자 시스템의 내구성과 기능에 영향을 줄뿐만 아니라 심각한 안전 위험을 초래합니다.

TVS 다이오드를 사용하는 방법은 무엇입니까?

TVS 다이오드는 병렬 구성으로 회로에 통합되어 정상 작업을 방해하지 않고 연속 전압 모니터링이 가능합니다.이 설정은 Diodes가 회로 기능을 유지하면서 전압 스파이크에 신속하게 응답 할 수 있도록합니다.일반적으로, TVS 다이오드는 개방 회로와 유사한 높은 임피던스를 나타내며, 누출 전류를 통한 전력 손실을 최소화하며, 이는 회로 효율을 유지하기 위해 최소한으로 유지된다.

회로가 전압 스파이크를 경험할 때 TVS 다이오드가 뛰어납니다.이러한 사건에서, 다이오드는 눈사태 고장을 통해 휴면 상태에서 고도로운 상태로 빠르게 이동합니다.이 빠른 응답 메커니즘은 저항을 줄여 다이오드가 주 회로에서 큰 전류를 처리하고 전환 할 수있게합니다.이 동작은 민감한 구성 요소가 과전압으로부터 보호됩니다.

TVS 다이오드는 자동 재설정 기능을 제공합니다.전압 스파이크 후 레벨이 정상으로 돌아 오면 TVS 다이오드는 높은 임피던스 상태로 재설정하여 전도성 동작을 중지합니다.이 재설정은 수동 개입없이 발생하므로 다이오드가 즉시 스파이크를 즉시 준비 할 수 있도록합니다.이 기능은 유지 보수를 단순화하고 회로 안전을 향상시킵니다.불규칙하고 예측할 수없는 전압 과도에 대한 지속적이고 일관된 보호 기능을 제공합니다.

TVS 다이오드 선택에서 고려해야 할 요소

올바른 TV 다이오드를 선택하려면 회로의 요구와 운영 환경에 대한 포괄적 인 이해가 필요합니다.

구성 고려 사항 - 예상 전압 과도를 기반으로 단방향 및 양방향 다이오드를 선택하십시오.단방향 다이오드는 1 방향 스파이크가있는 DC 응용에 적합합니다.양방향 다이오드는 AC 응용 분야에 필요하거나 전압 과도가 극성이 변하는 경우 양방향에 걸쳐 보호를 제공합니다.

역방향 전압-리버스 스탠드 오프 전압 (VR)은 다이오드가 비활성 상태로 유지되는 최대 전압 레벨을 나타냅니다.VR이 회로의 피크 작동 전압을 일치 시키거나 초과하는지 확인하면 정상 조건에서 다이오드가 트리거되는 것을 방지합니다.이 일치는 조기 클램핑 또는 작동 전압의 클리핑을 피하여 신호 무결성 문제 또는 비 효율성을 초래할 수 있습니다.

파괴 전압 - 붕괴 전압 (VBR)은 TVS 다이오드가 서지로부터 전도 및 보호하기 시작하는 전압 임계 값을 정의합니다.테스트 전류, 종종 1MA에서 지정된이 책은 다이오드가 비전도에서 전도성으로 전환되어 보호 동작을 시작하는 전압을 나타냅니다.올바른 VBR 설정은 다이오드가 전압 스파이크 중에 정확하게 활성화되어 정상적인 변동 동안 불필요한 중단을 유발하지 않고 초과 전압을 효과적으로 관리합니다.

클램핑 전압 - 클램핑 전압 (VC)은 과도 전압 스파이크 동안 보호 회로가 경험할 최대 전압을 결정합니다.이 레벨은 분해 후 전압을 제한하는 다이오드의 기능을 반영합니다.일반적으로 표준 테스트 파형과 같은 특정 조건에서 제공되는 VC를 이해하면 디자이너가 다이오드의 보호 효능을 평가하는 데 도움이됩니다.갑작스런 스파이크 중에 다이오드가 과도한 전압을보다 안전한 레벨로 클램핑하여 손상을 최소화 할 수있는 정도를 나타냅니다.

피크 펄스 전류 - 피크 펄스 전류 (IPP)는 TVS 다이오드가 저하없이 처리 할 수있는 최대 서지 전류를 나타냅니다.IPP를 적절히 평가하면 TVS 다이오드가 전압 스파이크 중에 큰 전류를 흡수하고 전환하여 민감한 회로를 보호 할 수 있습니다.

물리적 치수 - 디자인 타협을 일으키지 않고 회로 레이아웃의 물리적 제약 조건에 다이오드가 맞는지 확인하십시오.

TVS 다이오드를 설치하는 방법?

전자 회로에 TV 다이오드를 설치하는 것은 간단한 프로세스이지만 전압 스파이크에 대한 효과적인 보호를 보장하기 위해 정밀도가 필요합니다.다음은 TVS 다이오드를 기존 회로에 올바르게 통합하는 방법에 대한 간단한 단계별 프로세스입니다.

민감한 선을 식별하십시오

회로의 어떤 부분이 전압 스파이크에 가장 취약한 지 결정하십시오.이들은 일반적으로 전원 공급 라인, 데이터 라인 또는 다른 하드웨어 구성 요소와 인터페이스하는 라인과 같은 외부 인터페이스에 연결된 라인입니다.이들은 민감한 전자 부품을 서지로부터 보호하는 데 가장 필요한 TV 다이오드가 가장 필요한 영역입니다.

다이오드의 올바른 방향 (극성)을 결정하십시오.

TVS 다이오드는 극성이 있습니다.즉, 올바르게 작동하기 위해 특정 방향으로 연결되어야합니다.대부분의 TVS 다이오드에는 음극 및 양극을 나타내는 표시가 있습니다.회로의 극성에 따라 다이오드가 방향을 지정하십시오.일반적으로 음극은 회로의 더 음의 측면에 연결되어 있어야하며 양극은 더 양의 측면에 연결되어야합니다.

라인을 가로 질러 TVS 다이오드를 납땜하십시오

민감한 선을 식별하고 올바른 방향을 결정하면 다음 단계는 TVS 다이오드를 물리적으로 설치하는 것입니다.TVS 다이오드를 보호가 필요한 곳에 직접 가로 질러 납땜하십시오.다이오드의 성능에 영향을 줄 수있는 추가 인덕턴스를 최소화하기 위해 견고하고 짧은 연결이 필요합니다.짧은 직접 납땜은 TVS 다이오드가 모든 서지에 빠르고 효과적으로 응답 할 수 있도록하여 최상의 보호를 제공합니다.

결론

TVS 다이오드는 전자 회로 보호의 필수 부분입니다.전자 부품을 망칠 수있는 예상치 못한 전압 스파이크를 제어하기 위해 빠르게 작동합니다.우리는 그들이 어떻게 작동하는지, 회로에 넣는 방법, 그리고 다양한 전자 설정에서 얼마나 유용한지를 보았습니다.이 다이오드는 너무 빨리 작용하기 때문에 자동차에서 통신 시스템에 이르기까지 많은 지역에서 민감한 전자 제품을 안전하게 유지하는 데 매우 가치가 있습니다.전자 장치가 계속 발전함에 따라 TVS 다이오드와 같은 효과적인 보호가 필요합니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. TVS 다이오드와 일반 제너 다이오드의 차이점은 무엇입니까?

TVS 다이오드는 제너 다이오드와 달리 갑작스럽고 고전압 스파이크를 효율적으로 처리하도록 설계되었습니다.그들은 더 빠르게 반응하고 더 높은 에너지 수준을 관리 할 수 ​​있으므로 회로 보호에 더 적합합니다.

2. 큰 서지를 클램핑 한 후 TVS 다이오드를 반복적으로 사용할 수 있습니까?

예, TVS 다이오드는 여러 서지를 처리 ​​할 수 ​​있습니다.그러나 매우 강하거나 빈번한 급증에 직면하면 효과가 감소 할 수 있으며, 결국 보호를 유지하기 위해 교체가 필요합니다.

3. 특정 응용 프로그램에 적합한 TVS 다이오드를 어떻게 선택합니까?

회로의 최대 전압, 예상되는 전압 스파이크 유형 및 다이오드가 처리 해야하는 에너지를 고려하여 TVS 다이오드를 선택하십시오.다이오드의 클램핑 및 파괴 전압은 회로의 감도 및 전압 제한에 맞아야합니다.

4. TVS 다이오드는 모든 유형의 전기 과도에 효과적입니까?

TVS 다이오드는 ESD, Lightning 및 Switching Surges와 같은 대부분의 과도에 효과적입니다.매우 긴 급증의 경우 Varistors 또는 Suppressor 회로와 같은 다른 장치가 필요할 수 있습니다.

5. TVS 다이오드의 물리적 한계는 무엇입니까?

TVS 다이오드는 전압 및 에너지 용량에 의해 결정되는 다양한 크기 및 모양으로 제공됩니다.그들의 크기 및 열 소산 능력은 회로에서 사용할 수있는 곳을 제한 할 수 있습니다.

6. 온도는 TVS 다이오드 성능에 어떤 영향을 미칩니 까?

TVS 다이오드의 성능은 온도에 따라 변할 수 있습니다.일반적으로 더 높은 온도는 분해 전압을 낮추어 다이오드의 효과에 영향을 줄 수 있습니다.이것은 매우 뜨겁거나 추운 환경에서 다이오드를 사용할 때 고려해야합니다.

7. TVS 다이오드는 AC 및 DC 응용 프로그램 모두에서 사용할 수 있습니까?

예, TVS 다이오드는 유연하며 AC & DC와 함께 사용할 수 있습니다.단방향 다이오드는 DC 용이며, 양방향 다이오드는 AC 용이며, 두 가지 흐름 모두에 대한 보호를 제공합니다.

8. TVS 다이오드는 회로 다이어그램에서 볼 수 있습니까?

예, TVS 다이오드는 전압 스파이크를 억제하는 데있어 자신의 역할을 강조하는 특수 기호가있는 회로 다이어그램에 표시됩니다.따라서 기능을 발견하고 이해하는 것이 더 쉽습니다.

9. TVS 다이오드가 여전히 작동하는지 어떻게 테스트합니까?

TVS 다이오드가 작동하는지 확인하려면 다이오드 모드의 멀티 미터를 사용하여 전압 응답을 테스트하십시오.보다 자세한 테스트를 위해 제어 된 전압 스파이크를 적용하고 다이오드가 올바르게 클램핑하는 경우 측정하십시오.