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仪表抗干扰器件的特性及应用（一） |
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作者: 周志敏 山东莱芜钢铁集团公司动力部 |
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1、新型保护器件 |
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1.1二极管型保护器件 |
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二极管型防护器件包括开关二极管、齐纳二极管、瞬态二极管等。它们的保护性能大致 |
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相同，只是在承受冲击能力和限制电压等级稍有不同。正常情况下，管子呈高阻，当外加电压达到其门限值时，电流迅速增加。 |
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它是响应时间非常快的保护元件，限幅电压低，管子两端压降基本不受冲击电压和冲击电流的影响，是保护精密设备中半导体电 |
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路的首器件。近年来正在发展的瞬态二极管，在通流能力方面有了较大突破，可用在第二级甚至第一级保护。 |
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二极管型防护器件是利用硅PN结正向压降（VF）和反向雪崩击穿电压（VZ）特性制成的，如瞬变电压抑制二极管（TVS）。它有 |
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两种形式;：一是齐纳型为单向雪崩击穿，二是双向的硅压敏电阻。TVS器件在规定的反向应用条件下，在承受到高能量的瞬时过 |
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压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低以允许大电流通过，并将电压箝制在预定水平，从而有效地保护电子产品中的精密元器件 |
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免受损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制在预定水平，双向TVS适用于交流电路。TVS的最大有 |
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点是箝位系数小，所谓箝位系数是指TVS上流过的电流在最大时的端电压的比值，箝位系数越小，抑制瞬变电压的效果越好。 |
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现在，国外军用、航天用的TVS器件采用气密性附壳封装，外形位DO－41，而一般的民用器件则采用有引线或无引线的塑封形式 |
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，典型的有美国General Instrument公司生产400W、600W、1500W无引线扁平塑封，其400W的工作电压为5.5~162V，型号为 |
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TSMA6.8～TSMA200，外形为SMA/DO214AC；600W的工作电压为5.5～162V，型号为TSMB6.8～TSMB200，外形为SMB/DO214AA； |
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1500W工作电压为5.5～162W，型号为TSMC6.8～TSMC200，外形为SMC/DO214AB。该公司也生产无引线圆柱形产品，型号为 |
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TGL41－6.8～ TGL41－200，外形为MELF GL41。该公司还生产500W的TVS,其工作电压为5.0～110V，型号为5KP5.0～5KP110 |
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外形为P600。TVS的另一发展方向是开发低电压产品，目前正在开发的产品电压范围为2.8～3.8V以满足低压微处理器和IC的需 |
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要 |
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1.2晶闸管型保护器件 |
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晶闸管型保护器件也有两种：第一种是控制栅极型双向三端器件，如SCR、TRLAO等。因为大多数电源电路的输出端都有电压过载 |
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保护，用一个电平触发SCP的控制栅极将输出短路而中断供电，响应时间约100 μ ｓ，这对电压敏感的器件有可能造成损坏，它 |
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的优点是耐电流量大，缺点是点火电压易变化。第二种是控制维持电流型双向两端器件，如CSSPD（Curren type Silicon |
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Pro-tective Debice），它由日本新电元公司于1998年10月研制成功，由pnpnp五层组成，其结构是在单芯片上逆向并联组成 |
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的复合器件。当浪涌电压超过转折电压VB0时，器件被导通，这时它呈现一般PN结二极管的正向电压降（VF）和等效的导通电压 |
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（VT）特性，被保护电路上仅施加相当于导通电压的电压值（只有几伏）。当浪涌流过后，电流慢慢减少到维持电流（IH）水平 |
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以下，此时器件关闭，工作点又回到原来位置，被保护电路流过正常电压。这种器件有如下特点： |
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（1）器件的直流放电开启电压（Vs）与响应时间（S）的关系基本上不随浪涌电压上升率的增加而增加。 |
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（2）器件经反复浪涌后其直流放电开启电压基本上保持不变。 |
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（3）浪涌电流增加时，该器件的直流放电开启电压基本保持不变。 |
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（4）该器件经反复浪涌后其转折电压基本保持不变。 |
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另外，该器件还具有响应速度快、不需多级防护电路、耐电流量大、静电容量校和可靠性高等优点，特别适用于防护雷电浪涌。 |
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日本新电元公司已推出多种无引线CSSPD,如KP15N系列。此外，该公司还推出一种四端桥二极管，它内含一个CSSPD（KP4R20 |
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）和四个整流二极管（SIWB60），型号为KW4R，特别适用于通信电路的防护和电源保护。 |
