JAJT465 March 2025 LM5066I , TPS25984B

4 TVS ダイオードの選択

TVS ダイオードは、電圧スパイクから電子部品を保護するように設計されています。TVS ダイオードは、ダイオードの電圧がアバランシェブレークダウン電位を超えると動作を開始します。図 4は、TVS ダイオードの電流電圧曲線のグラフです。

図 4 TVS ダイオードの特性。

図 3 から理解できるように、最終的なクランプ電圧は電流の関数になります。この電流は TVS ダイオードがシャントされ、TVS ダイオードの動的抵抗 (R_d) が変化します。ここでも動的抵抗は、ダイオードパッケージサイズと、TVS ダイオードが電流をシャントする期間 (t_P) の関数です。

たとえば、SMAJ ダイオード (13.52mm²) の R_d は SMBJ ダイオード (19.44mm²) よりも高いため、SMAJ ダイオードは特定のシャント電流でより高いクランプ電圧につながります。

これらの R_d の値を使用してクランプ電圧を計算します。これらの値は、TVS ダイオードのメーカーのデータシートから取得しています。

t_p≤ 20μs の場合：

式 3.

R_{d (t_{P})} = R_{D (8 / 20 μ s)}

20μs < t_p < 1ms の場合：

式 4.

R_{d (t_{P})} = \frac{R_{D (10 / 1,000 μ s)} - R_{D (8 / 20 μ s)}}{980} [t_{P} - 20 μ s] + R_{d (8 / 20 μ s)}

t_p≥1ms の場合：

式 5.

R_{d (t_{P})} = R_{D (10 / 1,000 μ s)}

このマルチパラメータ依存性は、困難な反復設計プロセスをもたらします。設計を容易にするため、TI は TVS セレクション [5] 用のオンラインツールをリリースしました。図 5 は設計方法をフローチャートとして示し、表 1 はラックサーバーの一般的な仕様をリストしています。

図 5 TVS ダイオード選択のフローチャート。

表 1 代表的なシステム仕様。