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TVS-瞬态抑制二极管- t% Z- o- {6 ?! T. z
! Z) }" Y- u2 o" a( B5 n; f p2 [/ e瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppressor Diode）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。/ `2 m, T8 a# [! T7 J4 i5 Q% C
7 F6 n8 |$ }. }- W" `" _此器件常见于电路初级防护部分，来应对过压等情形，注意TVS与钳位二极管是不一样的，请注意区分。
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, x4 q/ i, p4 Z$ ]" z8 M: f4 Y% y9 ^6 x( y) ?
钳位二极管 H* T( [$ D; D t
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标准二极管和齐纳二极管也可以用于过压/瞬态保护，但是它们不如瞬态电压抑制器二极管坚固，因为标准二极管和齐纳二极管专为整流和电压调节而设计。- p( o) z" O4 E9 v) P8 s/ T
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电路中的瞬态' e+ d r0 R/ z9 Y. V1 o6 z
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瞬态可能是由电路中的内部或外部连接引起的。例如，由于感性负载开关或开关和连接器中的接触不良，可能会在内部产生瞬变。在外部，它可能由于雷击或感应开关而产生。
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TVS Diode符号
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6 E3 m( ]% Z7 E3 |$ M, ^$ Q单向TVS；
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/ c! d% v8 `6 v* G# f& c& W% _2 F) o/ J, d
双向TVS；2 D3 p$ e2 Z( k2 j
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, `+ R. p. }8 ^2 s1 H
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0 B- |# J: f d' A0 pTVS Diode特性4 V2 U. [) ]3 m& ]- x, G) I! f) h
% k# P" ~; x8 ?, @# g双向二极管在正向和负向具有相同的特性曲线，因此将它们连接到电路的方式无关紧要。与负方向相比，单向二极管的正方向开启电压更高。
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: d, Z% y( Q3 h5 E4 V2 e0 Y+ S$ @ K% p
8 P k. e5 [3 X" BTVS Diode原理
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当感应电压超过雪崩击穿电位时，该器件通过分流过量电流来工作。它是一种钳位设备，可抑制高于其击穿电压的所有过电压。, G( X+ r: a$ P, c& C( Z1 [, U
% f* p; k7 S# w7 f0 y当过电压消失时，它会自动复位，但内部吸收的瞬态能量要比类似额定的钳位/保护设备大得多。( N5 X% A% ]* n6 J0 r" b
) R# C2 G. d; E- E
- p1 Q; f3 S: c2 ?TVS器件介绍
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5 K, G0 Q( e4 H' R7 B, _7 F1 z1、封装-Package, e$ i7 j/ g7 }' z
: B+ D5 Y2 `6 s/ v5 D# `因为TVS需要泄放较大的能量，因此物理尺寸需要大一些；/ [$ q7 m, I6 r: h& _
& ]7 k+ U; ?4 C& ?5 ? L& u常见封装：DO-214、DO-218、DO-15等。
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8 q m" L3 M8 u; i# P9 `7 k/ Y' b! S3 }# {2、峰值脉冲功耗-Peak Pulse Power Dissipation3 p2 [. B* ?" [% w. P) l- {& |
: p- [+ m% B8 J/ ~0 L, k这个表示可以泄放最大的能量，注意测试条件为：with a 10/1000µs waveform，就是说这个指标是行业内的一种特定测试手法，并不是随意加上直流测试的，这个请注意。
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: s+ j9 X h1 P9 ~' c( E- _* \( r# m( r5 p$ I. i7 O9 O- X
3、峰值脉冲电流-Peak Pulse Curren+ F7 C I9 k, ]& K4 E: }; x
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这个表示可以通过最大的脉冲电流，如果超过这个电流，TVS很有可能会损坏。# r8 n& }( B7 N* x) f! E/ _& k
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: a$ A. x" }2 ]7 k5 N
4、峰值正向浪涌电路-Peak Forward Surge Current- K* L" f. Q; h( ^* x1 u) o
) |% y8 n; d. Y: y {, d! e指的是最大的正向浪涌电流大小。但是请注意测试条件： 8.3ms Single Half Sine Wave ，就是说并不是一个直流电，而是需要注意这个时间很短的一个波形。
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$ ^: Z; }0 @# {% S( z$ _% _+ I5、寄生电容-Parasitic capacitance" i% Q1 ]# C* ]* r7 B% |6 ^
& E. v( e( j j, z1 ]寄生电容这个参数会影响TVS的实际应用场景，如果是数据线，则会导致数据信号发生变化，如果寄生电容太大的话。
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) Z6 M/ \* Y7 n6 }( j! [4 }2 Y
: W9 S/ j3 w, ~) W) h+ n* e! T4 X0 L6、寄生电感-Parasitic inductance4 k) x/ A" _+ s) W5 X+ H7 P
/ ^# l( x" ]8 v- E寄生电感会阻碍高频信号的变化，因此如果出现高频过流/过压脉冲，而TVS的寄生电感太大，将会显著影响器件的防护效果。
1 T# p) N5 T4 B" Q# O8 I W3 w2 \* R) h3 f& H
" l+ N' j$ `5 t; I( B: A7、漏电流-Leakage current0 ?; _2 Z$ Z, E( i: F
0 ]4 U+ I" W+ x6 |0 V) w任何的物质在两端加上电压的话，都会出现漏电流，漏电流如果过大的话会显著影响器件寿命以及增大产品的待机功耗。5 h' B# z# q. `* A: z
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% M/ t4 c- N% p+ _+ l+ A" y* h8、击穿电压-Breakdown Voltage( U$ O3 u' b9 D) ~) l
, `+ `, g+ a9 g. H f) ]VBR，这个电压表示的就是当TVS两端电压达到这个电压时，TVS就会开始工作，将电压钳位到这个电压，进而保护后端设备；但是请注意这种是瞬态的过压，如果持续过压，则TVS可能会损坏。, v M% Z+ s+ h, W( H/ T8 Q/ h' T
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& P! D% u- T) k1 G; ~( `9、工作电压-Reverse Stand-Off Voltage
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VRWM，这个参数表示器件正常工作时，应该加在TVS两端的电压，在这个电压下，器件不会进行保护动作。仅仅有少许的漏电流流过。8 p& r" p1 c5 U8 o6 p
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9 Z( g* Z! b1 `实际应用
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; s& X6 X0 U0 S. e" U0 s9 m+ o应用1
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: v1 O, j( r- D$ E, |; w7 q3 z! W
2 p# }) c- ^* N3 m/ f应用2
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- C% n* ?. A% n& v
应用3
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如上电路在过压时的波形（单向）：注意黑色的表示经过TVS之后的后级电路的电压，灰色的表示在TVS之前的过压的状况。
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3 n, C5 F4 Q2 p+ _) A单向与双向比较：- ^' a3 ~, ?- o
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$ S0 g7 y) d& G: L4 L! ]压敏电阻与TVS Diode: C3 V6 b% U5 m- a5 Z2 i3 H6 p" O
: @/ f, b( D+ K# a, f压敏电阻与TVS的差异在于以下几点：
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" ]6 _) i- k5 ]! x3 B6 G1、两个都是具有保护功能的器件；
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$ U1 W: i9 V& S7 d" I2、TVS的反应速度更快；. y7 Q: `8 ^8 C
4 ]3 v1 ]4 [4 o. S" m3、TVS的保护浪涌电流更大；
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3、TVS的寄生电容更小一些；2 U ^2 i* l# M$ m" I$ N8 ?
* I& {4 R6 S+ s, w/ g% d' E4 H4、压敏电阻的封装更小；
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5、TVS比压敏电阻相比，价格很贵。# G* j u z& U7 f
; b% F! ^, [2 a, P4 B& p7 U1 b
1 I- ]/ s, _: e2 O8 m0 xReference
2 u1 H8 X# ?( Z1 s: I* B, P$ ` n+ Z( a* C
【1】https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/application_notes/littelfuse_tvs_diode_overview_application_note.pdf.pdf
$ Z# J* y/ u: ?- j% B0 H, Y# I3 o4 a9 J
【2】https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/electronic-components/resources/technical/eaton-transient-voltage-suppression-diode-application-note.pdf
4 {) _$ J2 v6 q$ e- m$ Q1 k# j3 l: r# ]" Y0 i3 V# P
【3】https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8230-D.PDF' H8 |# B5 u3 C
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发表于 2020-2-7 18:56
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