ZHCSQU8A May 2023 – December 2023 LM74703-Q1 , LM74704-Q1
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TVS 二極管在汽車系統中用于瞬態保護。在圖 9-2 所示的 12V 電池保護應用電路中,雙向 TVS 二極管用于防止汽車正常運行期間出現的正負瞬態電壓。這些瞬態電壓電平和脈沖在 ISO 7637-2 和 ISO 16750-2 標準中進行了規定。
TVS 的兩個重要規格是擊穿電壓和鉗位電壓。與齊納二極管類似,擊穿電壓是 TVS 二極管進入雪崩時的電壓,其額定電流低(典型值為 1mA)。擊穿電壓必須高于系統中最壞情況下的穩態電壓。TVS+ 的擊穿電壓必須高于 24V 快速啟動電壓和 35V 抑制負載突降電壓,并小于 LM74703-Q1 和 LM74704-Q1 的最大額定電壓 (65V)。TVS- 的擊穿電壓必須超過最大電池反向電壓 –16V,以免 TVS- 因長時間接觸反接電池而受損。
鉗位電壓是 TVS 二極管在大電流脈沖情況下鉗位的電壓。該電壓遠高于擊穿電壓。TVS 二極管用于鉗制瞬態脈沖,不得干擾穩態運行。在 ISO 7637-2 脈沖 1 的情況下,當發生器阻抗為 10Ω 時,輸入電壓可上升至 –150V。此行為意味著流經 TVS- 的電流為 15A,且 TVS 兩端的電壓接近于鉗位電壓。
下一個條件是不得超過 LM74703-Q1 和 LM74704-Q1 陽極至陰極反向電壓的絕對最大額定值 (-75V) 和 MOSFET 的最大 VDS 額定值。在設計示例中,選擇了額定電壓為 60V 的 MOSFET,因此陰極至陽極電壓的最大限值為 60V。
對于 ISO 7637-2 脈沖 1,LM74703-Q1、LM74704-Q1 的陽極由 ISO 脈沖下拉并由 TVS- 鉗位。MOSFET 會快速關斷,以防止反向電流使大容量輸出電容器放電。當 MOSFET 關斷時,陰極至陽極電壓等于(TVS 鉗位電壓 + 輸出電容器電壓)。如果輸出電容器上的最大電壓為 16V(最大電池電壓),則 TVS- 的鉗位電壓不得超過 (60V – 16V) = –44V。
SMBJ33CA TVS 二極管可用于 12V 電池保護應用。36.7V 的擊穿電壓滿足正極側的快速啟動、負載突降要求以及負極側的 16V 電池反向連接要求。在 ISO 7637-2 脈沖 1 測試期間,圖 9-5 顯示出 SMBJ33CA 鉗位在 –42V,峰值浪涌電流為 15A,滿足鉗位電壓 ≤ 44V 的要求。
SMBJ 系列 TVS 二極管的峰值脈沖額定功率水平高達 600W。此額定值足以滿足 ISO 7637-2 脈沖和抑制負載突降(ISO-16750-2 脈沖 B)的要求。