TVS-Dioden (Transient Voltage Supressor) schützen Elektronik vor kurzzeitigen schädlichen Spannungsimpulsen. In Mobilfunk-Basisstationen bieten SMD-TVS-Dioden zum Beispiel Schutz vor Blitzeinschlägen. (Bild: Hüthig/Littelfuse)
TVS-Dioden können schneller auf Überspannungsereignisse reagieren als die meisten anderen Arten von Stromkreisschutzvorrichtungen und werden in einer Vielzahl von Formaten für die Oberflächenmontage und die Durchsteckmontage von Leiterpatten angeboten. Sie funktionieren, indem sie die Spannung auf einen bestimmten Pegel begrenzen (Clamping-Device), und zwar mit p-n-Übergängen, die eine größere Querschnittsfläche als die einer normalen Dioden haben. Damit können sie große Ströme zur Erde leiten, ohne Schaden zu nehmen. TVS-Dioden dienen zum Schutz vor Blitzeinschlägen, Überspannungen beim Schalten induktiver Lasten und elektrostatischen Entladungen.
Themenreihe: Hidden Champions der Elektronik
In unserer Themenreihe Hidden Champions der Elektronik widmen wir uns den Komponenten, die selten im Rampenlicht stehen. Denn die Stars einer Platine können ohne die Hidden Champions an der Peripherie nicht funktionieren. Passive Bauelemente, Kühlkörper, Kabel, Stecker, einfachere Logik-ICs etc. werden immer wieder gern übersehen oder gelten als „langweilig“, sind aber essenziell wichtig. Genau um solche Hidden Champions geht es hier.
- Teil 1: Metallische Dünnschichtwiderstände
- Teil 2: RTC-Module
- Teil 3: PhotoMOS-Relais
- Teil 4: Gedrehte Kontaktbuchsen
- Teil 5: Stromkompensierte Drosseln
- Teil 6: Strangkühlkörper
- Teil 7: Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren
- Teil 8: Oberflächenmontierbare TVS-Dioden
- Teil 9: Zwischenkreis-Kondensatoren
- Teil 10: Optokoppler zur Stromkreistrennung
- Teil 11: Dickschicht-Shunt-Widerstände
- Teil 12: Mini-Absolutdrucksensoren
- Teil 13: Käfigzugfeder-Rundsteckverbinder
- Teil 14: Snap-In-Superkondensatoren
- Teil 15: Synchrone DC/DC-Abwärtswandler
- Teil 16: FCCs und Stecker für den Weltraum
- Teil 17: Zementbeschichtete Widerstände
Mobilfunk-Basisstationen können hinsichtlich der Maintenance hohe Kosten verursachen. Besonders der Austausch des Überspannungsschutzes, der das Equipment vor Blitzeinschlägen schützt, ist aufwendig. Die TVS-Dioden der LTKAK-Serie von Littelfuse bieten einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Surge Protection Diode Modules (SPD). Die oberflächenmontierbaren Dioden sitzen direkt auf der Leiterplatte und nehmen nur ein Zehntel des Platzes von SPDs ein. Dies erlaubt kleinere Designs für die Basisstationen sowie eine schnellere und weniger kostenintensive Bereitstellung der Mobilfunkinfrastruktur. Sie reduzieren außerdem die Maintenance-Kosten für Basisstationen. SPD-Module können das Ende Ihrer Lebensdauer bereits nach nur zehn Blitzeinschlägen erreichen. LTKAK-Dioden haben keinen Verschleißmechanismus, sodass sie tausende Überspannungsereignisse verkraften können. Außerdem reagieren sie viel schneller auf Überspannungen als SPD-Module und bieten ein präziseres Voltage Clamping. Als SMD-Bauelemente bieten sie eine niedrigere Leitungsinduktivität und weniger Überschwingen.
TVS-Dioden der LTKAK-Baureihe
- Gehäuse: SMTO-218
- Tj: -55 bis +125 °C
- Standoff-Voltage: 58 bis 76 V (LTKAK 3 und LTKAK6), 58 bis 86 V (LTKAK10)
- LF-Peak-Temperatur: 245 °C (LTKAK 6 und LTKAK 10), 260 °C (LTKAK 3)
- Anwendungen: Basisstationen, Industrie, Bahn, Stromnetz
Die LTKAK-Baureihe umfasst die Dioden LTKAK3 (3 kA), LTKAK 6 (6 kA) und LTKAK10 (10 kA). Durch die Foldback-Technologie von Littelfuse liefern die Bauelemente eine geringere Klemmspannung als Avalanche-Dioden und bessere Klemmeigenschaften. Daher ist ein Spannungsanstieg aufgrund von Stromübertragung auf ein Minimum beschränkt. Alle Baureihen-Typen sind für die Pick-and-Place-Montage und Reflow-Löten ausgelegt. Sie sind Pb-free E3, d.h. die zweite Ebenenverbindung ist bleifrei und das Material des Klemmenabschlusses besteht aus Zinn (IPC/JEDEC J-STD-609A.01). Die LF-Peak-Temperatur beim Reflow-Löten liegt bei 245 °C (LTKAK 6 und 10) bzw. bei 260 °C (LTKAK3).
