以較少焊接，達到最佳高功率匯流排保護

通孔設計的高密度直流 (DC) 匯流排電源保護，在製造過程中同常需要進行兩次焊接。 Bourns Inc. 的分立式扁平無引腳封裝 (DFN) 暫態電壓抑制 (TVS) 二極體採用表面黏著設計，具有高功率保護組件，無需在現代設計中進行底部焊接。

若要為系統提供電源保護，需要徹底檢驗，判別對電路組件的潛在威脅有哪些。 在電源暫態電壓抑制 (PTVS) 組件或電壓箝位元件中，二極體的額定值取決於突波電壓發生的時間長度，以及其可處理的獨立發電廠 (IPP) 之最大電流。 在突波結束之前，降低傳導電流時的電壓幅度是一大關鍵。

電力線暫態、馬達電弧、雷擊、靜電放電 (ESD) 都可能會引起過壓，若可提供防護，則能免除修理和更換損壞的重要組件。

Bourns 是電路保護領域的全球領導廠商，提供豐富的過壓和過電流保護組件，包括低電容保護。

隨時保持警覺，徹底保護重要組件

電源保護組件在正常運作時，常不受注意，在故障時才會再次證明其重要性。 無論如何，系統必須有充分的防護，否則不僅脆弱，還可能遭受嚴重損害。 尤其是在系統停機或需要維護時，可能會產生高昂的成本。

電信領域使用交流和直流電源供應器系統，必須持續防範間接雷擊和電源線突波等事件。

Bourns 的 DFN 封裝 PTVS 元件提供許多功能，可為各種訊號等級和電源電路提供有效且最佳的保護。

PTVS2-058C-H 是符合 ROHS3 標準的表面黏著一般用途 PTVS 系列二極體 (圖 1)。 具有 2 kA、8/20 µs 突波承受能力，可提供 22 V 至 86 V 的重複隔絕電壓和雙向 TVS。 PTVS2-058C-H 具有高功率 DC 匯流排保護，且可抵抗雷擊和電感式及暫態突波 (達到額定限值)，因此成為最佳高電流 TVS 二極體之一。

圖 1：PTVS2-058C-H PTVS 系列二極體在寬廣溫度範圍內提供出色的效能 (圖片來源：Bourns)

定義字彙

在研究 TVS 二極體時，必須瞭解特定字彙；學習基礎字彙有助於進行搜尋，以便找到合適的保護元件：

• 峰值脈衝電流 (IPP)：二極體在不受損壞的情況下，承受的最大突波電流。
• 箝位電壓 (VC)：特定 IPP 時，保護電路兩端的最大電壓。
• 重複逆向標準工作電壓 (VWM)：指正常工作電壓閾值，也稱為最大工作峰值電壓。 高阻抗 TVS 二極體提供電路保護，因此二極體兩端施加的電壓會低於閾值。
• 崩潰電壓 (VBR)：TVS 二極體開始傳導指定電流的閾值，不應超過受保護積體電路的最大值。

多層級保護的需求

排除潛在故障有多種方式。

電路通常需要多種類型和層級的保護。 此外，對於需要兩個層級或更多層級輸入電壓暫態保護的電路，協調組件的功能，可提供更高等級的防禦，讓組件達到最佳效能。

PTVS 二極體是箝位元件，可抑制啟動和電感式暫態電壓，防止電壓超過預設位準，一旦過壓狀態消除，箝位功能就會釋放。 TVS 箝位是一種矽雙極接面。 類似齊納二極體，但能夠承受逆向崩潰電壓，並消散相對較短的暫態事件。

箝位 TVS 不同於撬棍組件，後者將自身的電壓保持在較低值，直到突波消除。

除了矽以外，還可以運用金氧變阻器 (MOV) 這種雙向半導體電壓暫態抑制器來建立箝位。通常，裝置上的電壓會隨著流通的電流增加而降低。相較於 PTVS 二極體，MOV 會讓電壓降低，並在初期短暫峰值後，隨著電流繼續增加而保持恆定。此外，在相同的突波電流下，PTVS 二極體的箝位電壓比 MOV 低更多。

ESD9B 系列的 ESD9B5.0ST5G 表面黏著二極體 (圖 2) 具有低漏電流、快速響應時間、出色的箝位能力，可保護敏感元件免受靜電放電 (ESD) 影響。 其尺寸小巧，非常適合行動電話、MP3 播放器以及重視電路板空間的各種可攜式應用。

圖 2：onsemi 的 ESD9B5.0ST5G，其封裝尺寸為 1.0 mm x 0.60 mm，高度僅 0.4 mm，是現今小型化組件的理想選擇 (圖片來源：Bourns)

如何選擇適合的二極體

大多數 PTVS 二極體供應商在其規格書中都包含通用選擇指南。 選擇二極體時，首先要考慮需要電氣保護之電路的特性，以及電路的測試標準。 最常引用的標準是 IEC 61000-4-5。

選擇 PTVS 二極體時，請選擇其隔絕電壓高於應用預期工作電壓的二極體。 找到保護線路上所有裝置的絕對最大電壓額定值，然後選擇最大箝位電壓低於該值的二極體。

在突波事件中，額定值過低的二極體或未針對最大電流設計的二極體很可能會失效，進而破壞電路。 要記得「做最壞的打算」，因此請驗證指定的峰值電流 IPP，能在任何情況下安全地超過預期的峰值電流，有助於避免潛在故障及損壞寶貴的電路。

PTVS 二極體和連接埠保護

PTVS 二極體也非常適合保護電源連接埠，這包括電源供應器輸出和電源輸入，尤其是這兩項功能相距較遠時。

在電源連接線、乙太網路供電 (PoE)、供電設備 (PSE) 和電力傳輸 (PD) 於遠端操作中暴露於突波事件時，必須保護 RJ-45 連接埠連接器的連接。 為確保這一點，提供可保護最高 60 V 電信和 PoE 電源電壓的元件，包括 5G 小型基地台中的 48 V 突波保護。

Bourns 提供表面黏著 DFN 封裝，正可滿足這些需求。其二極體產品，例如 1 kA 的 PTVS1-026C-H 和 2kA 的 PTVS2-026C-H，適用於 24 V 遙測系統和工業控制。

結論

暫態功率、馬達電弧、靜電放電、雷擊，都會對重要電路構成實質的威脅。 運用 Bourns, Inc. 等廠商的突波保護二極體，提供正確的保護層，可避免昂貴的維修和更換，更可避免生產和服務停機。

Bourns 是電路保護的全球領導廠商，提供豐富的過壓和過電流保護組件以及低電容保護。