دیود تی وی اس (TVS) چیست و چه وظیفه ای در مدار بر عهده دارد؟

00:00 1401/03/11

دیود TVS چیست؟

دیود TVS مخفف Transient Voltage Suppression به معنی دیود خنثی ساز ولتاژ گذرا می‌باشد که در مدارات نقش مهمی را ایفا می کند.از این دیود به منظور محافظت از المان‌های حساس الکترونیکی در برابر افزایش ولتاژ لحظه‌ای در مدار استفاده می‌گردد، عملکرد این قطعه بنحوی است که از تغییرات ناگهانی و سریع ولتاژ در مدارات ممانعت می کند.این قطعه به صورت موازی با خطوط تغذیه یا ورودی و خروجی مدارات قرار می گیرد و در صورتیکه نوسان ولتاژ بر روی خطوط ایجاد گردد، خیلی سریع این ولتاژ را از بین می برد. قبل از بررسی دیود TVS نیاز است تغییرات سریع ولتاژ را مورد بحث قرار داده تا از  کاربرد این قطعه بیشتر مطلع شویم.اصولا تغییرات سریع ولتاژ به دو دسته Surge و Spike تقسیم می شود. surge ها معمولا زمانی بیش از 3 نانو ثانیه دارند ولی در Spike ها زمان تغییرات به مراتب کمتر است بنحوی که حذف آنها از سیستم کار بسیار دشوارتری است.

معرفی دیود تی وی اس

 دیود های TVS برای حذف و فرونشانی هر دو سیگنال Surge و Spike بکار می‌رود که این موضوع این دیود را نسبت به دیود های دیگری مانند دیود زنر متمایز می‌سازد. دیود های TVS عملکردی مانند دیود های زنر دارند و بصورت یک صرفه و دو طرفه با ولتاژ ثابت و خاص ساخته می شوند. در بایاس مستقیم دیود مانند دیود های معمولی عمل کرده ولی در بایاس معکوس پس از گذشت سطح ولتاژ از سطح ولتاژ نامی دیود، پیوند معکوس به یکباره هادی شده و با عبور جریان از خود، از بروز اضافه ولتاژ جلوگیری می‌کند. در تصویر زیر تصویر شماتیک دیود تی وی اس یکطرفه و دو طرفه نمایش داده شده است.

دیود تی وی اس یک طرفه و دو طرفه

 قدرت فرونشانی حالت گذرا و همچنین  مقدار جریان عبوری لحظه ای دیود TVS به  مشخصات ناحیه پیوند دیودی بستگی دارد. هر چه سطح مقطع دیود TVS بزرگتر باشد، ظرفیت جذب برای جذب جریان های گذرا بیشتر است. تفاوت عمده بین دیود TVS و دیود زنر این است که دیودهای TVS برای سرکوب ولتاژ گذرا طراحی شده اند در حالی که دیودهای زنر برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند. اجازه دهید نحوه کار دیودهای TVS را با مثالی از یادداشت کاربردی که در زیر ذکر شده است درک کنیم که در آن دیود TVS برای محافظت از مدار استفاده می‌شود.

روش نصب دیود تی وی اس در مدار

در شرایط کارکرد عادی، دیود TVS امپدانس بالایی را در مدار نشان می دهد. در شرایطی که ولتاژ نرمال از حد معمول فراتر رود، پیوند دیود TVS دچار شکست بهمنی می‌شود و یک مسیر امپدانس پایین را برای عبور جریان گذرا ایجاد می کند. به این دلیل جریان گذرا منحرف شده  و از مسیر مدار محافظت عبور  می‌کند و  ولتاژ در سراسر مدار به مقدار ولتاژ نامی دیود TVS محدود می‌گردد. بعد از این عملیات و از بین رفتن تهدید گذرا، دیود به حالت امپدانس بالا باز می گردد. مزیت اصلی استفاده از دیود TVS این است که این قطعه فرسوده نمی‌شود. علاوه بر این هیچ گونه تخریبی در پارامترهای الکتریکی آن بوجود نمی آید. دیودهای TVS در طیف وسیعی از ولتاژها در دسترس هستند. به طور معمول دیودها از 5 ولت تا 440 ولت در دسترس هستند. از کاربردهای دیود TVS می‌توان به حفاظت از حافظه های MOS، خطوط برق AC، خطوط سیگنال و داده، تجهیزات مخابراتی و غیره اشاره کرد. همچنین این دیودها از تجهیزات الکترونیکی حساس در برابر نوسانات صاعقه و همچنین تغییرات ولتاژ ناخواسته محافظت می کنند. از دیگر کاربردهای این دیود محافظت در برابر نویز های ESD است که علاوه بر دارا بودن انرژی زیاد اختلاف پتانسیل زیادی دارد که این سیگنال در صورت عدم کنترل می تواند به قسمت های مختلف مدار آسیب برساند.

روش عملکرد دیود تی وی اس

 مشخصه انتخاب دیود TVS بر اساس پارامترهای زیر تعیین می شود:

ولتاژ قطع معکوس (VR): حداکثر ولتاژی است که می توان بدون فعال کردن دیود به آن اعمال کرد. VR دستگاه باید برابر یا بالاتر از پیک ولتاژ کاری مدار محافظت شده باشد. این موضوع برای اطمینان از این است که دیود حفاظتی، عملکرد معمولی یا ولتاژ سیگنال را قطع نکند.

ولتاژ شکست (VBR): ولتاژ شکست ولتاژی است که در آن دیود شروع به محافظت و هدایت جریان می کند. به طور کلی، VBR روی 1 میلی آمپر مشخص می شود.

ولتاژ بستن (VC): ولتاژ بستن بالاترین ولتاژی است که مدار محافظت شده در طی اعمال ولتاژ بالا در معرض آن قرار می گیرد.

حداکثر جریان پالس (IPP): حداکثر جریانی است که دستگاه حفاظتی می تواند تحمل کند.

 نتیجه گیری:

با توجه به توضیحات مطرح شده می توان به این نتیجه رسید جهت رسیدن به مدارات ایده آل بدون استفاده از دیودهای TVS امری امکان ناپذیر خواهد بود.جهت رفع این مشکل مجموعه لیون الکترونیک کوشیده است  طیف وسعی از دیود های TVS با کاربری های مختلف را جهت حل این مشکل ارائه نماید تا بتوان از این طریق به مدارات ایده آل دست یافت.

نظرات کاربران
هیچ نظری برای این مطلب ثبت نشده است.