TSS半導體放電管選型及應用電路

1.TSS工作原理

半導體放電管TSS(Thyristor Surge Suppressors)是一種采用半導體工藝制成的PNPN結四層結構器件，其伏安特性與晶閘管類似，具有典型的開關特性。一般并聯在電路中應用，正常工作狀態下半導體放電管處于截止狀態，當電路中由于感應雷、操作過電壓等出現異常過電壓時，半導體放電管快速導通泄放由異常過電壓導致的異常過電流，保護后端設備免遭異常過電壓的損壞，異常過電壓消失后，半導體放電管又恢復至截止狀態。需要注意的是，半導體放電管的反向截止電壓要大于被保護電路的最大工作電壓，否則會影響被保護電路的正常工作和TSS的使用壽命。

2.TSS主要參數

·斷態電壓 VRM 與漏電流 IRM：斷態電壓 VRM 表示半導體過壓保護器不導通的最高電壓，在這個電壓下只有很小的漏電流 IRM。

·擊穿電壓 VBR：通過規定的測試電流 IR(一般為 1mA)時的電壓，這是表示半導體過壓保護器開始導通的標志電壓。

·轉折電壓 VBO 與轉折電流 IBO：當電壓升高達到轉折電壓 VBO(對應的電流為轉折電流 IBO)時，半導體過壓保護器完全導通，呈現很小的阻抗，兩端電壓VT立即下降到一個很低的數值(一般為5V左右)。

·峰值脈沖電流 IPP：半導體過壓保護器能承受的最大脈沖電流。

·維持電流 IH：半導體過壓保護器繼續保持導通狀態的最小電流。一旦流過它的電流小于維持電流 IH，它就恢復到截止狀態。

·靜態電容 C：半導體過壓保護器在靜態時的電容值。

3.TSS特點

優點：

·擊穿(導通)前相當于開路，電阻很大，漏電流小，一般為幾微安甚至零點幾微安;

·擊穿(導通)后相當于短路，TSS管兩端電壓接近0V，可通過很大的電流最大幾百安培，VT壓降很小;

·具有雙向對稱特性。

·響應速度都很快，ns 級。

·擊穿電壓一致性好。

·封裝有SMA/DO-214AC,SMB/DO-214AA,TO-92,DO-15,DO-27等，目前以SMA,SMB為主流。

缺點：

·通流量較小，只有幾百 A。

·擊穿電壓只有若干特定值。

·電容較大，有幾十至幾百pF。

4.TSS 選型

1)VDRM：截止電壓必須大于被保護的電路的最大工作電壓，小于最大極限電壓。否則的話，不僅影響被保護電路的正常工作，還影響TSS的使用壽命;

2)VS：轉折電壓必須大于設備信號正常工作電壓，小于設備最大極限電壓;

3)IH：維持電流必須大于設備的工作電流;

4)C：寄生電容根據電路所允許的插入損耗或信號傳輸的頻率選擇;

5)IPP:最大瞬間峰值電流IPP必須大于通訊設備標準的規定值;

6)Pw:半導體放電管處于導通狀態時，所損耗的功率應小于其額定功率;

7)由于半導體放電管是一種開關型過電壓保護器件，導通后電壓比較低，為此不能單獨應用在較高的電源線保護中;

8)一般并聯在電路之中。

5.TSS 運用領域

半導體放電管TSS廣泛應用于通信、安防、工業等電子產品的通信線保護中。

1、RS232/RS422/RS485 接口

2、XDSL 和 ISDN、HDSL 傳輸設備

3、用戶前端設備，如：電話機、傳真機、Modem

4、T1/E1接口

5、儀器儀表、及其配線架、以太網、CATV設備

6、安防產品、遠程監控、遠程抄表等產品中

6.TSS 應用電路

1、CAN接口靜電浪涌保護方案

用于CAN接口的浪涌保護，采用低殘壓的TSS，有效保護接口,

IEC61000-4-5 浪涌10/700μs，8KV。

2、LED開路保護方案

PLED開路保護器件專用于LED燈珠串聯電路,當某一個 LED 燈珠損壞或開路時并不影響其他 LED燈珠的正常工作;并同時具有防過壓保護性能，使得 LED 能抵抗瞬時雷擊。

具有導通電壓低、反應迅速、故障排除后可自恢復等

特點，大大提高了 LED 電路工作的穩定性。

應用說明

LED 燈珠正常工作時：

D1~Dn 位置的LED 燈珠正常工作時，電路工作電壓為 3.3V~3.5V，PLED開路保護器件對電路沒有影響。

LED 燈珠出問題時：

當電路中某一LED 燈珠處于開路狀態時，PLE開路保護器件啟動，充當旁路導線的作用，PLED兩端電壓小于 1 V。其他 LED燈珠可以繼續正常工作。當開路的 LED恢復正常工作后，PLED開路保護器件自動恢復到關斷狀態。

3.RS422 RS485靜電浪涌保護方案

采用低殘壓的TSS，有效保護RS422 RS485芯片，TSS反應時間為ns級，既可防浪涌，又可防靜電. IEC61000-4-5 浪涌10/700μs，6KV。

4.SLIC 用戶接口電路防護 LM61089B

LM61089B 是一種雙正向傳導緩沖門晶閘管(SCR)過壓保護器。其設計用于保護單片 SLIC

(用戶線路接口電路)防止雷電、交流電源觸點和感應引起的電話線路過電壓。這個

LM61089B 限制超過 SLIC 供電軌電壓的電壓。指定 LM61089B 參數以允許設備符合 Bellcore GR-1089-CORE 第 2 版和 ITU-T 建議 K.20、K.21 和 K.45。

LM61089B 參數如下。