サージ抑制ダイオードの動作原理と効果は何か

Thread Content

電子機器の回路設計を行うエンジニアなら誰でも知っているように、サージ抑制ダイオードは非常によく使われるサージ抑制素子であり、一般的に二次電源や信号回路の保護に用いられます。 サージ抑制ダイオードの動作原理：サージ抑制素子は回路に並列に接続されており、回路が正常に動作している間は遮断状態（高抵抗状態）にあり、回路の正常な動作に影響を与えません。しかし、回路に異常な過電圧が発生し、その破壊電圧に達すると、素子は迅速に高抵抗状態から低抵抗状態に移行し、一時的な電流に対して低インピーダンスの導通経路を提供します。同時に、異常な高電圧を安全なレベルに抑え込み、保護対象のICや回路を守ります。異常な過電圧がなくなると、再び高抵抗状態に戻り、回路は正常に動作します。 サージ抑制ダイオードの効果の抑制：抑制抑制（1）信号線および電源線にTVSダイオードを接続することで、静電気放電や交流電源のサージ、スイッチング電源のノイズといった一時的なパルスによってマイクロプロセッサやマイコンが故障するのを防ぐことができる。 抑制抑制(2) 静電放電効果により、10000V以上、60A以上のパルスが放出され、10ms間続く。一方、一般的なTTL機器は、30ms以上の10Vパルスが加わると破損してしまう。TVSダイオードを使用することで、機器の損傷を引き起こすパルスを効果的に吸収し、バス間のスイッチングによって生じるクロストークを除去することができます。 抑制抑制(3) TVSダイオードを信号線とグラウンドの間に配置することで、データや制御バスが不必要なノイズの影響を受けるのを防ぐことができます。 サージ抑制用ダイオードの選定：サージ抑制①TVSダイオードは、通常、保護対象の回路に並列に接続されます。TVSチューブを流れる電流が、そのチューブが許容するピーク電流IPPを超えないようにするために、抵抗、自己復旧型ヒューズ、インダクタなどの制限素子を回路に直列に接続する必要がある。 抑制抑制②バリア電圧VBRの選定：TVSダイオードのバリア電圧は、回路の最大動作電圧UMに基づき、次の式で選定する：VBRmin≥1.2 UM または VRWM ≥1.1 UM。通信：UM=1.414Uac。例えば、220Vの通信電圧の場合、UM=1.414*220=311(V)となる。直流：UM=Udc