TVS管用于熱插拔電路保護(hù)



　　在熱插拔應(yīng)用中，TVS管主要用作需要被中斷的差模電流的接地分流路徑。熱插拔系統(tǒng)常被用在分布式電源系統(tǒng)中提供可靠的系統(tǒng)保護(hù)和電氣管理，典型**器系統(tǒng)的線卡接口和熱插拔電路原理圖如圖1所示。



　　從本質(zhì)上講，當(dāng)檢測到故障和電流中斷期間的電流轉(zhuǎn)換率可能達(dá)到100A/μs或以上時，圖5中的通路MOS管Q1將迅速被熱插拔控制器關(guān)閉。不過，輸入功率路徑的電源軌總線結(jié)構(gòu)難免出現(xiàn)寄生電感（與電源母線的長度和固有環(huán)路面積有關(guān)）。儲存在該電感的能量將轉(zhuǎn)移到電路中的其他元件，以致產(chǎn)生過壓動態(tài)行為。為了防止下游元件被損壞，在分流保護(hù)配置中從VIN至GND處連接了響應(yīng)速度快的單向TVS管（瞬態(tài)電壓抑制）硅二極管，如圖1所示。

 

　　應(yīng)用于熱插拔電路中的TVS管選擇可按照以下步驟進(jìn)行：



　　1、用切斷電壓VR選擇單向TVS管，該電壓等于或大于直流或連續(xù)峰值工作母線電壓水平。14V或15VTVS管適合低阻抗12VDC±10％的**器系統(tǒng)輸入總線。建議閱讀：TVS管參數(shù)符號注解！

 

　　2、根據(jù)熱插拔控制器斷路器閾值電壓、響應(yīng)時間和所選分流電阻器來確定峰值脈沖電流水平IP。

 

　　3、利用公式TVS管的典型應(yīng)用及實例分析（式中，VC：鉗位電壓；IP：峰值脈沖電流；VC(max)：最大鉗位電壓；VBR：擊穿電壓；IPP：采用10/1000ms波形的VC(max)條件下的最大峰值脈沖電流。）由第2步和相關(guān)數(shù)據(jù)表參數(shù)給定的IP水平來計算電路鉗位電壓VC。VC是否足夠低？如果不是，另一種方法是使用一個較大的TVS管，以獲得較陡峭的下降。請注意，VC的電壓溫度系數(shù)與VBR類似（例如在75℃的工作環(huán)境條件下，0.1%/℃意味著該系數(shù)增加了5％）。

 

　　4、計算出VC和IP的乘積，以獲得由TVS管維持的實際峰值功率水平。

 

　　5、利用公式TVS管的典型應(yīng)用及實例分析和已知的輸入寄生電感來確定三角脈沖波形的脈沖持續(xù)時間td（即衰減到零的時間）。

 

　　6、使用類似圖2（a）曲線的第5步脈沖持續(xù)時間降額PPP。如前所述，三角脈沖電流波形可以實現(xiàn)比雙指數(shù)參考波形曲線高33％的脈沖功率。

 

　　7、使用類似圖2（b）曲線的環(huán)境溫度降額PPP。同時應(yīng)該考慮相鄰元件的相互熱效應(yīng)。



　　8、第7步的凈降額PPP是否實現(xiàn)了由第4步計算的實際TVS管峰值功率的足夠設(shè)計余量（至少50％）？如果沒有，選擇一個較大的TVS管并重復(fù)1-8步驟。