用于24V动力总成系统的VISHAY抛负载TVS系列器件

 

随着越来越多的卡车和公共汽车采用复杂的电气系统，抛负载保护成为采用24V动力总成系统的汽车的一项重要安全功能。本文描述了抛负载测试条件的变化，并定义了Vishay抛负载TVS系列器件在这些条件下的最大浪涌抑制能力。

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新ISO标准ISO-16750-2（2010）与旧ISO标准ISO-7637-2（2004）对比

如表1所示，新旧抛负载测试之间的最显著差异是新标准（ISO-16750-2, 2010）要求10分钟10个脉冲，脉冲间的间隔时间为1分钟。旧标准（ISO-7637-2, 2004）只要求一个脉冲。

表1：ISO-16750-2的脉冲要求

 

10分钟10个脉冲的测试条件表明了抛负载保护器件的可靠性，可帮助电路设计工程师根据高温条件下的耐浪涌能力选择最佳器件。

 

 

使用通过AEC-Q101认证的TVS系列器件为24V系统提供抛负载保护

图1显示了抛负载保护器件在箝制于规定电压范围时的输入波形，其不同于标准波形。箝制器件在抛负载脉冲下的箝制工作电压范围是造成该差异的原因，如图1所示。图2中的器件箝制于202V US、3.5Ω Ri和350ms脉冲宽度。

图1：ISO-16750-2脉冲（5A、201V Us、350 ms脉宽条件）的输入波形

 

图2： SM5S24A在单个ISO-16750-2脉冲（5A、202V US、3.5Ω Ri、350ms脉冲输入条件）下的箝位波形

 

 

使用TVS器件在抛负载状态下保护电子器件

抛负载保护器件的功能是使箝制电压小于电源调节器或电路中的其他电子元件的最大输入电压，同时不使系统运行中止或掉电。如果线路电压不达到36V并持续1-10分钟或更长时间，则保护器件不发生作用，该时间由汽车制造商规定或来自测试条件的要求。这意味着器件在任何种类状态下都不会在36V时发生作用，无论是在高温还是低温环境中。

 

抛负载TVS器件的箝制电压随着连续箝制操作期间的结温改变而上升。图3显示抛负载TVS器件的工作时间在Ri增加时增加，该工作时间为300ms，长于图2显示的3.5Ω Ri条件下的工作时间。

 

图3：SM5S36A在Us = 202V、Ri = 4.0Ω和350ms脉宽条件下的波形

 

 

在使用新抛负载测试条件标准下Vishay抛负载TVS器件的能力

下图显示了使用新的10个连续脉冲测试条件对抛负载TVS器件的浪涌抑制能力的影响。

 

图1-4：Vishay的SM5S系列在新抛负载测试条件下的能力。带后缀“M”的数据行是使用新测试条件标准（ISO16750-2）的多个脉冲；带后缀“S”的数据行是旧测试条件标准（ISO7637-2）定义的单个脉冲。请注意，这些值是基于正常室温环境和数据表建议的焊盘尺寸。实际能力因PCB类型、焊盘尺寸和温度条件而异。箝制能力与结温有关，降额比类似于数据表中的“抛负载功率特征”。

 

下图显示了针对低Ri的一种解决方案，其中串联使用两个或三个器件。

图4：SM5S系列在外壳温度下的抛负载功率特征的降额比

 

本文作者：Soo Man（Sweetman）Kim, Vishay Intertechnology.,Inc.

 

 

附录

抛负载TVS与对应峰值电流(A)参照表

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