TVS的特性与工作原理-电子技术方案|电路图讲解

TVS是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此，TVS可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压[4]，以及感应雷所产生的过电压。图1所示为TVS的符号及伏安特性曲线。
 

TVS 管和稳压管一样，也是反向应用的。其中VR 称为最大转折电压，是反向击穿之前的临界电压。VB 是击穿电压，其对应的反向电流IT 一般取值为1 mA。VC 是最大箝位电压，当TVS 管中流过的峰值电流为IPP 的大电流时，管子两端电压就不再上升了。因此TVS 管能够始终把被保护的器件或设备的端口电压限制在VB～VC 的有效区内。与稳压管不同的是，IPP 的数值可达数百安培，而箝位响应时间仅为1×10-12s。TVS 的最大允许脉冲功率为PM=VCIPP，且在给定最大钳位电压下，功耗PM 越大，其浪涌电流的承受能力越大。

 

图2 是在双踪示波器上观察到的TVS 管在承受大电流冲击时的电流及电压波形。图中，曲线1 是TVS 管中的电流波形，可以看出：其流过TVS 管的电流由1mA 突然上升到峰值后，然后按指数规律下降。曲线2 是TVS 管两端的电压波形，它表示TVS 中的电流突然上升时，TVS 两端电压也随之上升。在浪涌电压的作用下，TVS 两极间的电压由额定反向关断电压VRWM 上升到击穿电压VB 而被击穿。随着击穿电流的出现，流过TVS 的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC 以下。其后，随着脉冲电流按指数衰减，该过程中，TVS 两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS 抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的过程。事实上，当TVS 两极受到反向高能量冲击时，它能以10-12s 级的速度，将其两极间的阻抗由高变低，以吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电位箝位于预定值，从而有效地保护电子设备中的元器件免受ESD的损害。

 

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电容开关是一种高度智能化的物位测量产品，原理是采用先进的射频电容技术，通过几班电容的变化来测定物位并具有报警开关的开关器件。有单点、双点、三点、四点可供选择。

电容开关的主要特点

采用数据存储技术，断电后参数不丢失，可保存数据长达10年。

采用射频电容测量及微控制器技术，可以检测固体颗粒、粉料和液体（包括导电介质和非导电介质）尤其是可测量强腐蚀性介质；测量温度可达180℃，耐压可达4MPa.

能克服探头上粘附层及物料喷溅对测量的影响。在这些场合，均不会产生误动作。

只需按动设定按键，即可完成报警点的设置。设定按键还具有防振动特点，避免报警点被不必要地修改。

上限报警方式和下限报警方式可灵活设置。

采用聚四氟乙烯保护探极，适用于高温、高压环境。
 

电容开关的主要参数

环境温度：-30～70℃；

环境湿度：≤95%RH；

防护等级：IP65；

电源：220V.AC±10%或24V.DC±15% ；

继电器触点容量：220V.AC/3A或24V.DC/5A；

相对介电常数：ε≥1.6；

延迟时间：0、2、4、8、1 6、3 2秒；

功耗：≤1W；

防爆等级：ExdⅡCT4

电气接口：M20×1.5；

探极长度：350mm或由用户指定；

过程温度：普通-20～80℃；高温-25～180℃；

过程压力：-0.1～4.0MPa.

电容开关的原理

电容开关采用射频电容技术，将容器内的物位变化量转换成电容变化量，探极作为电容的一个极板，容器壁（或辅助探极）作为另一个极板，通过电子插件把电容量的变化转换成脉冲频率的变化，由微控制器来完成报警点的设定和报警动作的实现。它克服了以往传统测量方式（如充放电法等）报警精度低、调校步骤复杂给用户带来的不便，通过一只设定按键来确认报警点，并将此报警点长期存储。若需改变报警点，只需重新设定即可。

电容开关的安装

电容开关安装时应根据探极的不同形式及现场情况采取顶装（从仓顶垂直安装）或侧装（仓壁侧面安装）。

1、顶装时，应选择能避开进料时物料冲击的位置安装，与仓壁距离应大于200mm.侧装时应向下倾斜20～30°，以免探极严重挂料。

2、拆装物位开关时，不要用手抱住壳体拧动，应使用扳手拧动过程连接件。

3、无辅助探极时，应保证物位开关壳体与金属容器良好接触(<1Ω)。

电容开关的应用

电容开关广泛适用于石油、化工、电力、冶金、机械、食品、制药、饲料 等行业的液体、粉料及固体的料位测量与控制。
 

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