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1 TVS器件的特性及主要參數

1.1 TVS的器件特性

在規定的反向應用條件下，TVS對受保護的線路呈高阻抗狀態。當瞬間電壓超過其擊穿電壓時，TVS就會提供一個低阻抗的路徑，並通過大電流方式使流向被保護元器件的瞬間電流分流到TVS二極管
，同時將受保護元器件兩端的電壓限製在TVS的箝製電壓。當過壓條件消失後，TVS又恢複到高阻抗狀態。與陶瓷電容相比，TVS可以承受15 kV的電壓

，但陶瓷電容對高壓的承受能力比較弱。5 kV的衝擊就會造成約10％陶瓷電容失效，而到10 kV時
，其損壞率將高達到60％。

1.2 TVS器件的主要參數

(1)最小擊穿電壓VBR

當TVS流過規定的電流時，TVS兩端的電壓稱為最小擊穿電壓，在此區域，TVS呈低阻抗的通路。在25℃時，低於這個電壓
，TVS是不會發生雪崩擊穿的。

(2)額定反向關斷電壓VWM

VWM是TVS在zai正zheng常chang狀zhuang態tai時shi可ke承cheng受shou的de電dian壓ya
，此ci電dian壓ya應ying大da於yu或huo等deng於yu被bei保bao護hu電dian路lu的de正zheng常chang工gong作zuo電dian壓ya。但dan它ta又you需xu要yao盡jin量liang與yu被bei保bao護hu電dian路lu的de正zheng常chang工gong作zuo電dian壓ya接jie近jin，這zhe樣yang才cai不bu會hui在zaiTVS工作以前使整個電路麵對過壓威脅。按TVS的VBR與標準值的離散度，可把VBR分為5％和10％兩種
，對於5％的VBR來說，VWM=0.85VBR腿；而對於10％的VBR來說

，VWM=0.81VBR。

(3)最大峰值脈衝電流IPP

IPP是TVS在反向狀態工作時，在規定的脈衝條件下，器件允許通過的最大脈衝峰值電流。

(4)箝位電壓Vc

當脈衝峰值電流Ipp流過TVS時，其兩端出現的最大電壓值稱為箝位電壓Vc。Vc和Ipp反映了TVS的浪湧抑製能力。通常把Vc與VBR之比稱為箝位因子(係數)，其值一般在1.2～1.4之間。實際使用時，應使Vc不大於被保護電路的最大允許安全電壓，否則被保護器件將麵臨被損壞的可能。

(5)最大峰值脈衝功耗PM

PM通常是最大峰值脈衝電流Ipp與箝位電壓Vc的乘積，也就是最大峰值脈衝功耗。它是TVS能承受的最大峰值脈衝功耗值。在給定的最大鉗位電壓下，功耗PM越大
，其浪湧電流的承受能力越大。另外，峰值脈衝功耗還與脈衝波形、脈衝持續時間和環境溫度有關。而且，TVS所能承受的瞬態脈衝是不可重複施加的。

(6)電容量C

TVS的電容是由其矽片的截麵積和偏置電壓來決定的
，它是在1 MHz特定頻率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C太大，將使信號衰減。因此，電容C是數據接口電路選用TVS的重要參數。

(7)漏電流IR

IR是最大反向工作電壓施加到TVS上時
，TVS管的漏電流。當TVS用於高阻抗電路時，這個漏電流IR一個重要參數。


2、TVS應用的三大特點

1）將TVS二極管加在信號及電源線上，能防止微處理器或單片機因瞬間的脈衝
，如靜電放電效應、交流電源之浪湧及開關電源的噪音所導致的失靈。

2）靜電放電效應能釋放超過10000V、60A以上的脈衝
，並能持續10ms；而一般的TTL器件，遇到超過30ms的10V脈衝時
，便會導至損壞。利用TVS二極管，可有效吸收會造成器件損壞的脈衝
，並能消除由總線之間開關所引起的幹擾（Crosstalk）。

3）將TVS二極管放置在信號線及接地間，能避免數據及控製總線受到不必要的噪音影響。
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3、選用TVS的注意事項

在選用TVS時，根據電路的具體情況，一般應考慮以下幾個主要因素：

首先，由於雙向TVS可(ke)以(yi)在(zai)正(zheng)反(fan)兩(liang)個(ge)方(fang)向(xiang)吸(xi)收(shou)瞬(shun)時(shi)大(da)脈(mai)衝(chong)功(gong)率(lv)，並(bing)把(ba)電(dian)壓(ya)箝(qian)製(zhi)到(dao)預(yu)定(ding)水(shui)平(ping)。因(yin)此(ci)，若(ruo)電(dian)路(lu)有(you)可(ke)能(neng)承(cheng)受(shou)來(lai)自(zi)兩(liang)個(ge)方(fang)向(xiang)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)壓(ya)衝(chong)擊(ji)時(shi)
，應(ying)當(dang)選(xuan)用(yong)雙(shuang)向(xiang)TVS。雙向TVS一般適用於交流電路，單向TVS一般用於直流電路。另外，箝位電壓Vc不大於被保護電路的最大允許安全電壓。

其次

，就是最大峰值脈衝功耗PM必須大於電路中出現的最大瞬態浪湧功率。但是，在實際應用過程中
，浪湧有可能重複地出現
，在這種情況下，即使單個的脈衝能量比TVS器件可承受的脈衝能量要小得多，但是，如果重複施加，這些單個的脈衝能量積累起來，也可能在某些情況下超過TVS器件所能承受的脈衝能量。因此，在電路設計時，必須在這點上認真考慮並選用合適的TVS器件，以使其在規定的間隔時間內
，重複施加脈衝能量的累積不至於超過TVS器件的脈衝能量額定值。

第三，在實際應用過程中
，對最大反向工作電壓必須有正確的選取，一般原則是以交流電壓的1.4倍來選取TVS管的最大反向工作電壓。直流電壓則按1.1～1.2倍來選取TVS管的最高反向工作電壓。

推薦下載：Littelfuse15000W 軸向引線型瞬態抑製二極管（pdf）
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4、TVS在電路保護設計中的典型應用

在實際的應用電路中

，處理瞬時脈衝對器件損害的最好辦法，就是將瞬時電流從敏感器件引開。為達到這一目的
，將TVS在線路板上與被保護線路並聯。這樣
，當 瞬時電壓超過電路正常工作電壓後
，TNS將發生雪崩擊穿，從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路
，其結果是瞬時電流通過TVS被引開
，從而避開被保護器 件
，並且在電壓恢複正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。在此之後
，當瞬時脈衝結束以後，TVS二極管再自動恢複至高阻狀態，整個回路進入正常電壓狀 態。

4.1 TVS在交流電路中的應用 　　
圖1所示是一個雙向TVS在交流電路中的應用電路。應用TVS可以有效地抑製電網帶來的過載脈衝，從而起到保護整流橋及負載中所有元器件的作用。圖1中的TVS箝位電壓應不大於電路的最大允許電壓。

圖1 雙向TVS在交流電路中的應用電路

4.2 用TVS保護直流穩壓電源 　　
圖2是一個直流穩壓電源，在其穩壓輸出端加上TVS
，可以保護使用該電源的儀器設備，同時還可以吸收電路中晶體管的集電極到發射極間的峰值電壓，從而保護晶體管。建議在每個穩壓源的輸出端增加一個TVS管，這樣可以大幅度地提高整機的可靠性。

圖2 TVS保護直流穩壓電源

4.3 用TVS保護晶體管電路 　　
各種瞬變電壓能使晶體管的EB結或CE結擊穿而損壞，特別是晶體管集電極有感性(線圈
、變壓器、電動機)負載時
，通常會產生高壓反電勢
，因而可能使晶體管損壞。在實際應用中，建議采用TVS作為保護器件。圖3所示為TVS保護晶體管的四種電路實例。

圖3 TVS保護晶體管電路

4.4 用TVS保護集成運放 　　
集(ji)成(cheng)運(yun)放(fang)對(dui)外(wai)界(jie)電(dian)應(ying)力(li)非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)。因(yin)此(ci)，在(zai)使(shi)用(yong)運(yun)放(fang)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，如(ru)果(guo)因(yin)操(cao)作(zuo)失(shi)誤(wu)或(huo)采(cai)取(qu)了(le)不(bu)正(zheng)常(chang)的(de)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)，往(wang)往(wang)會(hui)出(chu)現(xian)過(guo)大(da)的(de)電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流(liu)，特(te)別(bie)是(shi)浪(lang)湧(yong)和(he)靜(jing)電(dian)脈(mai)衝(chong)
，從(cong)而(er)很(hen)容(rong)易(yi)使(shi)運(yun)放(fang)受(shou)損(sun)或(huo)失(shi)效(xiao)。圖(tu)4所示是用TVS在運放差模輸入端防止過壓損傷的保護電路。

圖4 TVS在運放差模輸入端防止過壓損傷的保護電路

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