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瑞斯特(RST) 5KP Series推出的高功率瞬态电压抑制器(TVS)系列

  • 型号:5KP Series
  • 制造商:瑞斯特(RST)
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介绍

5KP Series是瑞斯特(RST)推出的高功率瞬态电压抑制器(TVS)系列,采用R-6/P-600通孔插装封装,提供单向(A后缀)与双向(CA后缀)两种极性选择,工作电压覆盖5.0V至250V共51个等级。

该系列的核心电气参数以5KP5.0A/CA为例:反向工作电压(VRWM)5.0V,击穿电压(VBR)最小6.40V、最大7.00V(测试电流50mA),钳位电压(VC)最大值9.2V,峰值脉冲电流(IPP)544A(10/1000μs波形)。全系列统一具备5000W峰值脉冲功率(10/1000μs),稳态功耗在引线温度75°C时为8.0W,单向型号正向浪涌电流400A(8.3ms单半正弦波)。

反向漏电流在13V以上型号典型值低于1μA,响应时间典型值小于1.0ps,热阻结到引线8.0°C/W、结到环境40°C/W。工作结温与存储温度范围-55°C至+175°C,满足MSL Level 1湿度敏感等级,UL 497B认证(File No.:E480698),ESD防护能力±30kV(IEC 61000-4-2)。

从器件物理机制看,5KP Series采用硅平面雪崩二极管结构,利用PN结反向击穿时的低动态电阻特性实现过压钳位。5000W的峰值脉冲功率在10/1000μs波形下定义,该波形模拟雷电感应或电源开关瞬态的长持续能量事件,相比8/20μs波形(常用于ESD管)能量密度更高,对器件的散热与芯片面积要求更严苛。低增量浪涌电阻设计确保钳位电压随电流增加的上升斜率最小化,例如5KP5.0A在544A时VC=9.2V,VC/VBR比值约1.31,钳位效率优于普通TVS。

单向型号在正向偏置时呈现标准二极管特性(100A时VF≤5.0V),可用于提供反向极性保护;双向型号对称的I-V特性适合交流线路或极性不定的信号保护。与同类5000W TVS(如Vishay 5KP系列、Littelfuse 5KP系列)相比,5KP Series的电气参数与封装尺寸处于同一工业标准,主要差异在于电压分档密度与温度特性。

应用场景上,5KP Series覆盖工业电源、通信基础设施与新能源三大领域。在交流电源线路保护中,5KP250CA(VRWM 250V)可直接跨接于220V AC输入端(峰值311V),吸收雷击感应或开关操作引起的瞬态过压,5000W功率等级可覆盖中等配电系统的浪涌需求。

光伏逆变器直流母线保护中,5KP100CA(VRWM 100V)用于1000V DC系统的分段钳位,防止雷击或电网故障导致的母线过压损坏IGBT模块。在通信基站电源中,5KP48CA(VRWM 48V)保护-48V DC馈线,低漏电流特性(<1μA)确保待机功耗可忽略。

电机驱动变频器中,5KP30CA(VRWM 30V)用于24V控制电源与传感器信号的保护,175°C高结温上限为工业高温环境提供裕量。此外,该系列可串联或并联使用以创建更高电压或更高容量的保护阵列,例如两只5KP150CA串联可实现300V钳位,四只并联可将功率提升至20kW。

PCB设计与选型建议方面,R-6封装尺寸约9.1mm×8.6mm×1.4mm,引脚间距25.4mm,适合通孔插装与波峰焊工艺(峰值265°C/10s)。选型时需遵循VRWM≥电路正常工作电压最大值的1.1–1.2倍原则,例如12V系统选用5KP15A/CA(VRWM 15V),确保电源容差不会导致TVS误导通。钳位电压VC必须低于被保护器件的绝对最大额定电压,例如5V MCU的VCC引脚需选用5KP5.0A(VC 9.2V)并确认芯片耐压>10V。

热管理方面,8.0°C/W的结到引线热阻意味着5000W脉冲(单次10/1000μs)的瞬态温升约40°C,但重复脉冲需评估平均功耗;稳态8W功耗在25°C环境下温升约64°C,需确保引线温度不超过75°C额定值。

功率降额曲线显示,175°C时脉冲功率降至约50%,高温应用需降额选型或增加散热。与SMD封装的SMBJ系列(600W)或SMCJ系列(1500W)相比,5KP Series以5000W高功率与R-6坚固封装,为大能量瞬态事件提供了板级与系统级的可靠防护方案。

  • 5000W 5KP Series.pdf
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