TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管,即瞬态抑制二极管,是一种高效的电路保护器件,能在极短时间内响应并抑制瞬态过电压,保护电路中的精密元件。在电子设备的生产、维修和质量检测中,准确测量TVS二极管的各项参数,判断其性能好坏至关重要。下面将详细介绍TVS二极管的测量方法。
外观检查
在对TVS二极管进行电气性能测量前,首先要进行外观检查。仔细观察TVS二极管的封装是否完好,管体表面有无裂纹、破损、烧焦痕迹或变色等异常情况。若存在这些问题,很可能表明二极管已遭受过过高电压或电流冲击,内部结构受损,即使电气测试暂时通过,在实际使用中也可能出现故障,无法正常发挥保护作用 。同时,检查引脚是否有氧化、变形或断裂,氧化的引脚会增加接触电阻,影响焊接质量和电气连接稳定性;变形或断裂的引脚则直接导致二极管无法正常安装和工作。
极性判断
TVS二极管分为单向和双向两种类型。单向TVS二极管有明确的正负极性,仅能对一个方向的过电压进行保护;双向TVS二极管可同时对正、负两个方向的过电压起保护作用,在电路中无需区分正负极性。准确判断TVS二极管的极性,是正确进行后续测量和应用的基础。对于有标识的TVS二极管,可依据管体上的标记来确定极性,如常见的色环、符号等。若没有明显标识,则可使用万用表的二极管档来判别。将万用表置于二极管测试档,红表笔接二极管的一端,黑表笔接另一端,若万用表显示一定的电压值(通常为零点几伏),此时红表笔所接为正极,黑表笔所接为负极;若显示溢出(OL),则需交换表笔再次测量,直至出现正常读数。对于双向TVS二极管,无论表笔如何连接,万用表显示的结果应基本相同,均为溢出或接近溢出状态。
正反向电阻测量
正反向电阻测量是初步判断TVS二极管好坏的简单且有效方法。使用万用表的电阻档,通常选择R×1k档。对于单向TVS二极管,正向测量时(红表笔接负极,黑表笔接正极),正常情况下电阻值应较小,一般在几千欧姆左右;反向测量时(红表笔接正极,黑表笔接负极),电阻值应接近无穷大。若正向电阻过大,可能表明二极管内部存在开路或接触不良问题;若反向电阻过小,则可能意味着二极管已被击穿短路。对于双向TVS二极管,由于其正反向特性相同,无论表笔如何连接,测量得到的电阻值都应接近无穷大。若测量结果不符合上述规律,说明TVS二极管性能不良或已损坏。但需注意,电阻测量只能作为初步判断,不能完全确定二极管在实际工作中的性能,因为TVS二极管在正常工作时并非处于简单的导通或截止状态,而是在瞬态过电压到来时才发挥作用。
击穿电压测试
击穿电压是TVS二极管的关键参数,指二极管从截止状态转变为导通状态的临界电压值。击穿电压测试需使用专门的测试设备,如直流稳压电源、数字万用表和限流电阻等。将TVS二极管与限流电阻串联后,接到直流稳压电源的输出端,数字万用表并联在TVS二极管两端,用于测量其两端电压。逐渐缓慢增大直流稳压电源的输出电压,同时密切观察数字万用表的读数。当电压升高到某一值时,TVS二极管突然导通,数字万用表显示的电压值即为其击穿电压。将测得的击穿电压值与产品规格书中的标称值进行对比,一般允许有一定的误差范围(通常为±10%)。若测试结果与标称值偏差过大,超出误差范围,说明该TVS二极管的击穿电压不符合要求,可能无法在实际电路中正常发挥保护作用,需谨慎使用或予以更换。
箝位电压测试
箝位电压是指TVS二极管导通后,将电路中的电压限制在一定范围内的电压值,该值直接影响TVS二极管对电路的保护效果。箝位电压测试较为复杂,需要使用脉冲发生器、示波器和负载电阻等设备。将脉冲发生器输出的脉冲信号作为瞬态过电压源,通过限流电阻加到TVS二极管与负载电阻的串联电路上,示波器的探头连接在TVS二极管两端,用于监测其两端电压变化。调节脉冲发生器,使其输出符合TVS二极管测试要求的脉冲信号(如脉冲宽度、幅值等)。当脉冲信号到来时,TVS二极管导通,示波器上显示的电压波形中,稳定后的最高电压值即为箝位电压。同样,将测得的箝位电压值与产品规格书中的数值进行比较,判断其是否在正常范围内。若箝位电压过高,超过了被保护电路所能承受的电压范围,TVS二极管将无法有效保护电路中的元件,可能导致元件损坏。
漏电流测试
漏电流是指TVS二极管在反向偏置且未达到击穿电压时,流过二极管的微小电流。理想情况下,漏电流应非常小,否则会增加电路的功耗,影响电路正常工作,甚至可能导致TVS二极管提前失效。漏电流测试需使用高精度的直流电源和微安表。将TVS二极管反向接入直流电源回路中,微安表串联在电路中,用于测量漏电流。逐渐升高直流电源的输出电压,使其接近但不超过TVS二极管的击穿电压,此时微安表显示的电流值即为漏电流。将测量得到的漏电流值与产品规格书中的标准值进行对比,若漏电流明显超出标准值,说明TVS二极管的质量存在问题,可能已发生局部损伤或老化,应避免在对漏电流要求较高的电路中使用。
通过外观检查、极性判断、正反向电阻测量、击穿电压测试、箝位电压测试和漏电流测试等一系列方法,可以较为全面、准确地测量TVS二极管的各项参数,评估其性能好坏。在实际操作中,应严格按照测试步骤进行,并根据测试结果结合产品规格书,综合判断TVS二极管是否符合使用要求,以确保其在电路中能够可靠地发挥保护作用,保障电子设备的稳定运行。