Was ist ein Transienten-Überspannungsschutz?
Ein Transienten-Überspannungsschutz ist eine Überspannungsschutz-Zenerdiode, die dazu dient, Geräte und andere Einrichtungen vor Überspannungen und elektrostatischem Entladungsrauschen zu schützen, indem sie die Sperrspannungskennlinie des PN-Übergangs der Zenerdiode nutzt, um die transiente Spannung konstant zu halten; auch TVS (Transient Voltage Suppressor) genannt.
Aufgrund ihres guten Frequenzgangs wird ein Transienten-Überspannungsschutz zum Schutz von Geräten und anderen Anlagen gegen transiente Spannungsspitzen mit kurzer Impulsbreite und elektrostatischem Entladungsrauschen eingesetzt, gegen die normale Zenerdioden nicht schützen können.
Ein Transienten-Überspannungsschutz eignet sich nicht zum Schutz vor transienten Überspannungen mit langer Impulsbreite, wie z. B. Blitzüberspannungen. Zum Schutz vor elektrischer Überlastung wird er parallel zu überlastungsempfindlichen Geräten geschaltet.
Anwendungen des Transienten-Überspannungsschutzes
Ein Transienten-Überspannungsschutz wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, um empfindliche elektronische Geräte, Datenleitungen und andere zuverlässigkeitskritische Geräte vor elektrischen Überspannungen zu schützen. Er liefert eine konstante Ausgangsspannung gegen das Auftreten elektrischer Überspannungen und kann innerhalb der Nennspannung des Geräts, das er schützen soll, eingesetzt werden.
Spezifische Anwendungen sind verschiedene elektronische Geräte wie z. B. Produkte in Fahrzeugen und Verbraucherprodukte. Sie werden zusammen mit dem Gerät verwendet, gegen das sie schützen sollen, z. B. gegen Überspannungen in elektronischen Geräten. Ein Transienten-Überspannungsschutz wird aufgrund seiner guten Frequenzgangs häufig in den Kommunikationssignalschaltungen elektronischer Geräte eingesetzt.
Ein Transienten-Überspannungsschutz wird zwischen der Signalleitung und GND des zu schützenden Geräts installiert und ist wirksamer, wenn er in der Nähe des Eingangs von Fremdgeräuschen angebracht werden. Er dringt in der Regel über den Kabelbaum und die Steckverbinder auf der Leiterplatte ein, so dass es gängige Praxis ist, ihn in der Nähe der Steckverbinder auf der Leiterplatte anzubringen.
Funktionsweise des Transienten-Überspannungsschutzes
Der Transienten-Überspannungsschutz unterscheiden sich je nach Typ in Aufbau und Eigenschaften, zeichnet sich jedoch durch eine konstante Überspannung zum Schutz des Geräts aus. Sein sehr hohes Energieaufnahmevermögen schützt Geräte in Stromkreisen vor transienten Spannungsstößen.
Die Funktionsweise der konstanten Spannung besteht darin, dass bei Anlegen einer Überspannung an einen Unterdrücker transienter Spannungen und Überschreiten der Durchbruchsspannung des Unterdrückers ein Strom durch den Unterdrücker transienter Spannungen unter Ausnutzung der Eigenschaften der Zener-Diode fließt. Die Auslegung der Spannung innerhalb der Nennspannung des zu schützenden Geräts ermöglicht eine sichere Verwendung des Gerätekinds und verhindert Schäden an Schaltungen und Elementen.
Ein Transienten-Überspannungsschutz hat je nach Typ unterschiedliche Reaktionszeiten: Reaktionszeiten von etwa 1ps für TVS-Dioden und weniger als 1us für Avalanche-Dioden sind üblich. Er kann schneller auf Überspannungen reagieren als Überspannungsschutzkomponenten wie Varistoren. Er wird auch häufig als Schutzkomponenten in elektronischen Schaltungen eingesetzt, da seine Leistung mit zunehmendem Alter oder der Anzahl der Anwendungen nicht nachlässt und er übermäßige Ströme und Klemmenspannungen vermeiden kann.
Auswahl eines Transienten-Überspannungsschutzes
1. Zulässige Spannung
Im Gegensatz zu Konstantspannungsdioden sind Transienten-Überspannungsschutzgeräte nicht dafür ausgelegt, einen konstanten Strom zu führen. Daher sollte die zulässige Spannung höher sein als die maximale Spannung des installierten Betriebskreises.
2. Kapazität
Transienten-Überspannungsschutzgeräte haben eine kapazitive Komponente, die auf die Leistung des Elements zurückzuführen ist. Unter normalen Bedingungen, wenn keine Stoßspannung erzeugt wird, verhalten sie sich wie Kondensatoren. Aufgrund des kapazitiven Anteils sind die Anstiegs- und Abfallzeiten der Signalform länger als ohne den Unterdrücker transienter Spannungen. Um die Signalqualität zu schützen, wählen Sie einen für die Signalspezifikation geeigneten Kondensator.
3. Klemmspannung
Die Klemmspannung des Transienten-Überspannungsschutzes sollte niedriger sein als die maximale Nennspannung des zu schützenden Gerätes. Die tatsächliche Klemmspannung ist aufgrund der Auswirkungen des Musters auf der Leiterplatte usw. oft höher als der Wert auf dem Datenblatt.