Мощные TVS-диоды в корпусе DO-218AB от Taiwan Semiconductor

Современная автомобильная электроника нуждается в надежных устройствах защиты от выбросов напряжения, возникающих в цепи генератора, особенно в случаях внезапного отключения аккумуляторной батареи (АКБ), а также во вторичной защите других мощных исполнительных устройств и систем с индуктивным характером нагрузки. К таким нагрузкам можно отнести, к примеру, электромеханические реле и соленоиды, электродвигатели, различные импульсные преобразователи питания, электронные системы зажигания и другую аппаратуру.

Когда АКБ внезапно отключается при работающем двигателе, генератор будет кратковременно вырабатывать повышенное напряжение, существенно отличающееся от номинального, что может привести к перегрузке по напряжению и отказу электронных систем автомобиля.

С целью надежной защиты электроники современного автомобиля от воздействия выбросов повышенного напряжения компания TSC выпустила серию TLD5S/6S/8S мощных однонаправленных TVS-диодов в SMD-корпусе DO-218AB (рис. 1) с рабочим диапазоном температур –55…+175 °C.

Рис. 1. Корпус DO-218AB

Серия TLD5S/6S/8S сертифицирована по автомобильному стандарту AEC-Q101 и соответствует требованиям RoHS.

Основные параметры TVS-диодов серии TLD5S/6S/8S компании TSC представлены в таблице 1.

Практические измерения TSC показали, что типовое значение термического сопротивления перехода кристалл-корпус для серии TLD5S/6S/8S при использовании идеального радиатора составляет R_ӨJC = 0,46–0,47 °C/Вт и R_ӨJC = 7,6–7,8 °C/Вт при использовании в качестве радиатора тонкой медной площадки (Cu pad PCB) с размерами 16×16 мм².

Типовое значение термического сопротивления перехода кристалл — окружающая среда R_ӨJA = 48,5–49,5 °C/Вт.

Предельная температура T_c корпуса TVS, выше которой происходит деградация характеристик непрерывно рассеиваемой мощности, может быть рассчитана по формуле T_c = T_J – (P_D ×R_ӨJC). Например, для случая монтажа TVS серии TLD8S на Cu pad PCB размером 16×16 мм² (R_ӨJC=7,6 °C/Вт) эта точка деградации соответствует T_c = +114,2 °C.

В состав серии TLD5S/6S/8S входят 57 наименований TVS для поверхностного монтажа с диапазоном обратных напряжений V_R 10–43 В. Все TVS-диоды имеют превосходные характеристики ограничения. Это позволяет, с учетом величины максимально допустимого импульса обратного тока I_PPM в TVS-диоде, выбрать подходящий для конкретного применения вариант TVS с ограничением V_C в диапазоне 17–69,4 В соответственно.

Так, для бортсети 12 В могут быть рекомендованы TVS-диоды с параметром V_WM = 22~24 В: TLD5S22AH/TLD5S24AH, TLD6S22AH/TLD6S24AH или TLD8S22AH/TLD8S24AH, а для бортсети 24 В — с параметром V_WM = 30~36 В: TLD5S30AH/TLD5S33AH/TLD5S36AH, TLD6S30AH/TLD6S33AH/TLD6S36AH или TLD8S30AH/TLD8S33AH/TLD8S36AH.

Электрические параметры TVS-диодов из наиболее мощной серии TLD8S (при T_a = +25 °C) приведены в таблице 2.

Графики зависимости непрерывно рассеиваемой и пиковой мощности TVS-диодов TSC серии TLD5S/6S/8S от температуры и длительности импульсных выбросов напряжения приведены на рис. 2–5.

Риc. 2. Зависимость непрерывно рассеиваемой мощности TVS-диодов серии TLD5S/6S/8S от температуры корпуса

Риc. 3. Зависимость пиковой мощности TVS от температуры корпуса для 10/10000 мкс формы экспоненциального импульса

Риc. 4. Зависимость пиковой мощности TVS от длительности импульса

Риc. 5. Зависимость типовых значений тепловых сопротивлений R_ӨJC и R_ӨJА от длительности импульса для серии TLD8S