¿Qué sucede cuando un diodo TVS se "quema"?

1. Los diodos TVS (Transzorbs) son semiconductores, esencialmente 2 diodos zener conectados espalda con espalda. Sin embargo, un diodo zener está diseñado para corriente continua, mientras que los Transzorbs están diseñados para sobretensiones transitorias de alta intensidad (5kA a 15kA típico) pero de corta duración (<20uS). La corriente de prueba típica para el voltaje de la abrazadera es una corriente constante de 1,00 mA, independientemente del voltaje de la abrazadera o el tamaño del cuerpo, al menos donde trabajé. El modo de pre-falla es evidente por un aumento en el voltaje de la abrazadera. Una deriva (permanente) superior al +5% significa que debe ser reemplazado para evitar fallas latentes.

2. La acumulación de calor en forma de ambiente más corriente constante más transitorios se combinan para derretir y/o quemar las obleas en un solo cortocircuito. Su modo de falla es cortocircuitar o explotar la PCB si la corriente de seguimiento es alta y no está apagada por fusibles o limitada por resistencias en serie.

3. Debido a que tienen una capacitancia mucho más baja que los MOV y tienen una avalancha mucho más aguda, pueden y se usan para proteger muy bien las entradas lógicas digitales y analógicas, especialmente si es posible una resistencia en serie con una entrada de 100 ohmios o más.

4. Hay algunas versiones diminutas de smd con una capacitancia de solo 1,5 pF que se pueden usar en acopladores de RF y supresores de sobretensiones de aproximadamente 2 GHZ. Tienen el mismo modo de falla que sus primos más grandes, pero el cable coaxial de RF suele estar bien conectado a tierra y protegido.

5. No se puede decir lo mismo de los equipos de prueba o ATE. Los dispositivos TVS son cruciales para bloquear transitorios de conexión y señal a entradas con semiconductores sensibles, y como supresión de EMF para solenoides, relés y motores.

6. Debido a que fallan tan rápido, los fusibles rara vez se usan para proteger a los Transzorbs. Los valores de resistencia ofrecen la mejor protección, si se mantienen por debajo de un valor que afecta negativamente la integridad de la señal o el ancho de banda necesario. Los MOV son mejores para absorber sobretensiones mucho más altas durante más tiempo, y se confía en ellos para proteger los equipos en la red eléctrica de CA, incluso si es trifásico de 4160 VCA para motores de bomba de pozo. Contenerlos en arena fina de cuarzo ayuda a disipar el calor y atrapa los desechos de los dispositivos explosivos.

EDITAR: esta respuesta se refiere solo a dispositivos TVS (Transzorbs). Otros dispositivos de supresión de sobretensiones, como los MOV, los tubos de descarga de gas y los sidac, tienen diferentes modos previos al fallo, aunque los MOV y los sidac finalmente fallan debido a un cortocircuito. Los tubos de descarga de gas fallan al abrirse bajo un estado de corriente de falla constante, por lo que el estado final puede ser una falla al abrirse o quemarse y causar un arco eléctrico debido al hollín.

TVS está diseñado para suprimir picos de alto voltaje repentinos y muy estrechos que pueden ser mucho más altos que el voltaje de funcionamiento normal y duran solo una fracción de segundo como máximo.

TVS fallará catastróficamente si dicho alto voltaje permanece incluso durante unos segundos. La potencia nominal de los televisores de hasta 600W o 1200W es bastante común. Dado que la potencia en vatios se define como la velocidad a la que la energía cambia de eléctrica a calor, uno puede preguntarse cómo pueden funcionar televisores tan pequeños a un nivel de potencia tan alto.

La explicación radica en el hecho de que el tiempo involucrado aquí es muy pequeño.

Si en caso de que los televisores tengan un cortocircuito permanente, el circuito debe fallar al quemar un fusible en alguna parte, o la corriente debe limitarse por otros medios, de lo contrario, el incendio es inminente.

Otro punto a recordar es que los televisores rara vez fallan al abrirse.