TVS保護(hù)原理和參數(shù)解讀

什么是TVS，怎么選型TVS？

一、TVS保護(hù)的原理

TVS（Transient Voltage Suppression，瞬態(tài)電壓抑制二極管）其原理和穩(wěn)壓二極管比較相似，是利用反向擊穿穩(wěn)定電壓，但TVS管的響應(yīng)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于穩(wěn)壓管。當(dāng)TVS管的受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度（亞納秒級(jí)）將兩級(jí)間的阻抗變?yōu)榈妥杩?，因此具有很好的浪涌功率吸收能力，將兩?jí)之間的電壓鉗位在一個(gè)預(yù)定值，有效的保護(hù)電路后端元器件。

二、TVS參數(shù)的解讀

如下是一個(gè)擊穿電壓為6.8V的 TVS管的datasheet。

TVS電氣參數(shù)

結(jié)合如下的TVS工作特性曲線，我們來了解這些參數(shù)。

TVS工作特性曲線

Vrwm：指的是最大反向工作電壓，也指關(guān)斷電壓。在最大的反向電流IR下，測(cè)試出的電壓, 一般Vrwm是(0.8~0.9)Vbr。關(guān)斷電壓需要大于等于電路正常工作電壓，但是不能大太多，和Vbr也有關(guān)系，大太多，可能導(dǎo)致TVS不起作用。Vrwm需要大于電路在正常工作時(shí)候的電壓，一般如果一個(gè)12V的系統(tǒng)，我們TVS的Vrwm可以選擇（12V1.3=15.6V)。

Ir@Vrwm：最大反向漏電流。

Vbr@It：指的是通過規(guī)定的測(cè)試電流It時(shí)的電壓，這是表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓，即從此點(diǎn)開始TVS被雪崩擊穿。

Max Ipp：最大反向峰值脈沖電流。

Vc@Max Ipp：指在特定的Ipp電流時(shí)，浪涌經(jīng)過TVS鉗位住的電壓。最大的鉗位電壓Vc要小于大于電路中最大的工作電壓。一般如果一個(gè)12V的系統(tǒng)，最大電壓可能會(huì)達(dá)到18V，我們TVS的Vbr可以選擇（18V*1.5=27V)。

Ppk(8*20us)：指的是TVS器件上瞬間通過的最大功率值，有10/1000us和8/20us兩種不同的能量波形。等于鉗位電壓Vc和峰值脈沖電流Ipp的乘積，反映了TVS器件的浪涌抑制能力，額定的最大脈沖功率，必須大于電路中出現(xiàn)的最大瞬態(tài)浪涌功率。

C：指的是寄生電容，當(dāng)TVS在高速信號(hào)，如ETH(以太網(wǎng)）,USB。一般選擇小于pf越小越好。如果低速信號(hào)，一般可選擇幾十pF左右。

10/1000us和8/20us為兩種不同的浪涌測(cè)試波形，兩種波形能量不一樣。8/20us脈沖指的是8us達(dá)到100%Ipp，20us達(dá)到50%Ipp。

優(yōu)點(diǎn)：

1、響應(yīng)速度快(ps級(jí))、瞬態(tài)功率大、漏電流低；

2、擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值，便于各種不同電壓的電路使用；

3、鉗制電壓較準(zhǔn)確(±5%)；

缺點(diǎn)：

1、結(jié)電容比較大(十幾pF~幾百pF);

2、耐浪涌沖擊能力較放電管和壓敏電阻差，通流量一般在0.52A~544A的范圍內(nèi);

三、TVS使用方法和注意事項(xiàng)

1.TVS需要靠近保護(hù)接口；

2.根據(jù)電路的傳輸速率選擇合適的極間電容；

3.TVS的Vrwm和功率需要選擇合適的參數(shù)；

4.交流電路選擇雙向TVS，直流電路選擇單向TVS。

5.在高速信號(hào)使用TVS要注意寄生電容。