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. . . . . .>>设计理念卷1
随着今天的高科技电子设备变得更小、更快，同时运行在更低的电压下，它们也变得更容易受到浪涌的影响。更糟糕的是，它们经常在恶劣的环境中工作，暴露在极端的电涌中，特别是在传感器与微控制器或逻辑设备接口的工业应用中。这个想法告诉工程师如何设计他们的电路来承受这些电涌。
电涌保护的关键是在敏感器件的输入端添加瞬态电压抑制器。该简单电路包括一个电阻和一个瞬态抑制器，处理电压浪涌和调节输入电压。棘手的部分是为抑制因子选择正确的值。
经过适当的设计，瞬态抑制器在被保护装置出现浪涌之前是不可见的。也就是说，在正常情况下，抑制器的击穿电压、电流和电容对工作和性能没有影响。当浪涌来袭时，抑制器立即箝位到安全电压水平(箝位电压)，导走浪涌电流。
在示例电路中，负载(可以是逻辑器件的输入)由来自传感器、换能器或其他设备的24v直流输入提供(图1)。源电阻为2 Ω，失效阈值为36 V。该电路采用SMBJ26A 600w瞬态电压抑制器。如果故障在输入端引起持续10ns的150v峰值浪涌，抑制器必须在36v或更低的电压下抑制该浪涌。此瞬态电流传递的电流为:
我p= (150 v - 36 v)/2 Ω = 57 a (1)
1.在这个电路中只使用具有2-Ω源电阻的抑制二极管，会产生过高的峰值瞬态电流。
抑制器使浪涌电压在源阻抗和本身之间被分割。由式1可知，箝位电压越高，电路中的浪涌电流越小。不幸的是，在这个例子中产生的电流会烧坏电路。
可以使用更高功率的抑制器，但这是不可取的，因为高功率容量和功耗将是一个昂贵的解决方案。或者，你可以在源阻抗的串联上增加一个小电阻，有效地降低浪涌电流，同时降低电路的整体尺寸、功耗和成本(图2)。
2.在输入端增加一个便宜的20-Ω电阻，大大降低了浪涌电流和功率耗散。
假设一个小负载，10 mA，通过20-Ω的电压降将是:
V20Ω= 10 mA × 20 Ω = 0.2 V (2)
因此，浪涌电流I为:
我p= (150 v - 36 v)/22 Ω = 5.2 a (3)
添加的电阻器可以将浪涌电流降低到不使用电阻器时浪涌电流的1/10以下。低功率抑制器可以处理这种电流。钳位电流小于额定电流。箝位电压为:
从SMBJ26A datasheet(数据表)中，最大箝位电压，VC (max)= 42.1 V;最大击穿电压，VBR (max)= 31.9 V;最大峰值脉冲电流I页(max)= 14.3。利用这些值和方程3的结果p式4得到VC= 35.5 V。
因此，在25°C时箝位电压略低于阈值电压。对于较高的温度，必须考虑降级参数。20-Ω电阻消耗的稳态功率为:
P20Ω= (20 mA)2× 20 Ω = 8 mW (5)
因此，在给定的脉冲条件下，抑制电路可以使用1/ 8w的碳组成电阻。这种小型串联电阻大大提高了抑制器的性能，成本影响很小。
