¿Cómo elegir el diodo TVS correcto y cómo dimensionarlo?

Question

Así que estuve pensando en la supresión de transitorios y encontré los diodos TVS. Me preguntaba cómo elegir el diodo TVS correcta ya que tienen 3 parámetros de tensión:

• Vc --> tensión de bloqueo, tensión a la que el dispositivo conducirá toda su corriente nominal.
• Tensión de separación inversa máxima --> tensión por debajo de la cual no se produce conducción significativa.
• Tensión de ruptura --> tensión a la que se produce una conducción determinada y significativa.

Me gustaría saber si estoy tratando de utilizar TVS, ¿cómo elegir los valores de diodo adecuado si quiero trabajar con Vin = 12V y pinza el pico a 13V?

• ¿Es posible?
• ¿Qué 3 voltajes debo seleccionar para bloquear a 13V cuando Vdiode crece y mantener 12V en carga cuando el voltaje Vtransient es menor o igual que 12V?
• Algunos diodos que he visto con Vc = 13V tienen tensiones Vreverse y de ruptura inferiores a 12V. No se si esto puede hacer que funcione mal. O si Vreverse no importa.
• Tengo aquí un TVS con Vreverse siendo 12V pero tensión de apriete 19V. Supongo que sólo funciona cuando los picos transitorios superan los 19V, ¿es correcto?

Answer 1

Un TVS tiene seis parámetros clave

Ppp Potencia de pulso máxima. Esta es la potencia nominal de los dispositivos y no debe superarse. Tenga en cuenta la reducción de la temperatura y la reducción del margen de diseño.

Ipp Corriente de impulso máxima.

Vwm Tensión de trabajo. Es la tensión a la que se garantiza que un TVS conduce más que la fuga.

Vbr(min) Esta es la tensión mínima que el TVS comenzará a avala la corriente de prueba

Vbr(máx) Este es el voltaje máximo que el TVS comenzará a avala la corriente de prueba

Vclamp(máx) Es la tensión de bloqueo máxima a la intensidad nominal.

Tensión de trabajo

Conocer la tensión máxima a la que puede estar sometida la LRU influye en el Vwm del dispositivo (o dispositivos en serie) necesario.

En tu caso, 12V es tu voltaje de trabajo.

Impedancia de la fuente

Conocer la tensión y la corriente de una forma de onda es necesario para comprender la impedancia de la fuente del hilo. Cuál es el pico de tensión de amenaza, cuál es el pico de corriente de amenaza -> impedancia de la fuente del hilo.

Conociendo la tensión de amenaza, la tensión mínima de ruptura y la impedancia de la fuente, se puede calcular la corriente de amenaza de pico

\$Ipk = \frac{ V_{oc} - \Sigma V_{br(min)}}{R_{source} + R_{circuit}}\$

Se trata de un máximo pesimista

Tensión de bloqueo

Conocida una corriente máxima pesimista, puede calcularse una tensión de bloqueo representativa mediante interpolación lineal entre \$V_{br(min)}\$ a la corriente de prueba y \$V_{clamp}\$ a la corriente máxima. Del mismo modo que usted tiene una necesidad de pinza a 13V.

Potencia TVS

Una vez conocidas la corriente de conducción y la tensión de bloqueo, se puede calcular la potencia de impulso máxima. Esto debe compararse con la energía y la potencia de pulso pico de la forma de onda.

Cómo determinar la energía y la potencia máxima de un doble exponencial, o de varios tiempos. Hay varias maneras. Una forma probada es mediante la relación Wunsch-Bell, en la que se utiliza un "factor K" que depende del tipo de forma de onda para aproximar la energía.

https://www.microsemi.com/document-portal/doc_download/14639-micronote-120-selecting-tvs-with-ppp-and-waveform-considerations

El problema al que se enfrentará es encontrar un dispositivo que funcione para sujetar con tanta fuerza. Por ejemplo, el SMDJ12A-HR. Este tiene un voltaje de trabajo de 12V pero 13.3V, 14.7, 19.9V (Vbrmin, Vbrmax, Vclamp).

Mi consejo sería pinzar a un potencial más alto pero tener R-L-C aguas abajo para "dar forma" a la amenaza y limitar la tensión vista en la carga.