Estoy tratando de determinar la resistencia dinámica de los diodos TVS para poder calcular el voltaje de sujeción y la corriente máxima para un pulso de entrada dado (descarga de carga automotriz).
Esta nota de aplicación (1) de ST proporciona una fórmula para encontrar Rd con pulsos de más de 1 ms, pero los fabricantes no publican las variables que requiere. Littelfuse sugiere calcularlo a partir de dos valores de tensión de sujeción en esta nota de la aplicación(2), pero en la mayoría de las hojas de datos solo se proporciona un valor de tensión de sujeción.
Las hojas de datos de productos que estoy mirando principalmente son diodos TVS littelfuse (serie TP5KP) y diodos TVS Vishay (serie 5KP8.5A a 5KP188A).
¿Cómo puedo determinar la resistencia dinámica de los productos de diodo TVS?
Diodo Rd, Rs, Zt, ESR (nombres sinónimos) o resistencia dinámica (a granel) siempre es...
Rs=ΔV/ΔI (lo mismo se aplica a un Zener, Zt que tiene una ESR mucho más alta)
Para potencia reducida, la pendiente Rs aumenta o la inversa Ys disminuye.
Este valor es esencialmente la resistencia de derivación que el dispositivo ESD proporcionará bajo un pulso ESD.
Si conoce la disipación de calor máxima del paquete (equivalente a la potencia de CC) o la potencia máxima con límites de fusible, Rs se puede estimar por Rs = 1/Pdc +/-50% y para el pulso de acuerdo con las curvas de clasificación de Pd más altas del diodo. Esto varía según el tamaño del chip y la química, por ejemplo, Si, AlGaAs, Ge, SiO2)
Dado que Energía [J] = Potencia [W] * t [seg], puede imaginar que si tiene una clasificación de 1 W, puede colocar 100 W durante 1 ms para tener los mismos julios, pero esto está limitado por el límite de corriente de conexión por cable de fusión de Zener.
Los MOV y los TVS están fabricados con una unión de cables mucho más pesada para manejar descargas de descargas electrostáticas (ESD) o rayos perdidos. por ejemplo, un dedo de 300pF a 3kV puede inyectar muchos amperios durante <1 ns o incluso 10 ps (según el área de contacto y el tiempo de subida de la descarga de ionización con solo 1 uJ debido a la resistencia negativa extremadamente baja (xx~xxx Ω) de ionización a diferencia de la resistencia de la piel, por ejemplo, 100kΩ para una sonda.
Ahora puedes medir la pendiente. Con este simple cálculo, el diseñador de la placa ahora puede evaluar efectivamente cualquier dispositivo ESD en igualdad de condiciones, independientemente de las posibles diferencias en la hoja de datos.
La elección del diseñador depende del modelo de amenaza y la aplicación (línea de CA o líneas de CC) y la tolerancia del dispositivo. por ejemplo, ¿puede CMOS soportar picos de 50 V desde 3 kV por 1 us? NO, provocará una falla en el enganche. (depende del diseño de la protección ESD, generalmente el diodo-R-diodo de 2 etapas para ambos rieles se reducirá a 0,5 V si la corriente en serie R o L limitada está en el cable de interfaz).
Lea las especificaciones para más detalles.
Dado que los protectores contra sobretensiones no se usan como Zeners, no siempre se proporciona el Rd, pero puede probarlo o interpretar otras especificaciones de prueba para obtener pistas sobre el ESR o el Rd.
Disipación de potencia constante STLte en disipador de calor infinito a TL = 75 ºC (Fig. 6) Pd = 8,0 W
de mi "Ley de Stewart" ESR = 1/Pd +/-50% para diodos de bajo voltaje y BJT's Rce (Sat) the Rd o ESR = 1/8W = 0.125 Ohms por chip cuádruple interno
Sé que la prueba estándar de pulso Lightning Current es una fuente definida con decaimiento exponencial de acuerdo con los estándares 10us/1000us o 1us/20us, etc., que es una red RC de resistencias de 1000 vatios y grandes capacitores de PU que se sintonizan para generar este tiempo de decaimiento. Entonces, el aumento de voltaje real y la ESR afectan la forma de onda del voltaje. (depende del estándar, CE, ANSI, IEEE, etc.)) Algunas son fuentes de corriente de 10 A, otras se definen como fuentes de voltaje según el modelo de amenaza (línea de CA o ESD de CC). - Por lo tanto, el voltaje máximo o la corriente máxima, respectivamente, es una pista para el ESR del dispositivo de protección, pero el voltaje de umbral también es importante para determinar a partir del cual aumenta el voltaje con ESR * I. Pero resulta que incluso con un Vth más alto en TVS que en MOV, la ESR es más baja y un TVS de tamaño y costo similar proporciona un voltaje máximo mucho más bajo debido a una ESR (o Rd) mucho más baja.
También hay una tasa de envejecimiento que es más alta para los MOV que para los TVS debido a su ESR más alta, lo que hace que la Vmax/E[J] empeore y la tasa de envejecimiento sea más alta.
¿Aún conmigo? Agregué algunos análisis a la hoja de datos de TVS. (se vuelve complejo debido a la corriente y el voltaje exponenciales para obtener Rs = ΔV/ΔI >
PERO Recuerda esto. AMBOS dispositivos en ESTA prueba están expuestos al mismo pulso transitorio de fuente de corriente. 10A pico.
Tengo más análisis de datos si alguien quiere t vs ESR, Pd, E[uJ] de una hoja de cálculo de arriba.
Veamos cómo funciona mi Pd vs ESR con diferentes LED de 8W, algunos cableados en chip para 6V y otros para 12V usando diferentes matrices internas de chip. Verá que la ESR de cada chip es idéntica y ESR~=1/Pd +/-50%
- 8 W total/4 chips = 2 W/chip por lo tanto ESR = 0,25 ohmios +/-50 % (resultados 0,22 ohmios)
Chris Howard
Tony Estuardo EE75
Tony Estuardo EE75