TVS相关参数与选型

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一、介绍

        TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管，又称为瞬态抑制二极管，是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。主要用在具有静电和电压尖峰的电路中起保护作用。

: L# p1 P0 W/ t二、TVS工作过程

+ P$ o$ N2 H* Q, m        上图是TVS的工作图形，首先解释几个TVS相关的参数：

5 ]# r8 L4 _( i; j4 |        1、VRWM（最大反向工作电压）：在这个电压下，TVS的功耗很小，使用时要使被保护电路的工作电压低于此值，以便TVS接入电路后不影响电路工作。

        2、VBR（反向击穿电压）：这是TVS管通过电流IR时的电压，这是TVS管导通的标志电压，从此点开始TVS进入雪崩击穿。
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        3、VCL（最大钳位电压）：指当TVS流过IPP电流时的电压，是TVS管将电压尖峰钳制到的电位值。比如来了1000V、2000V的电压尖峰，都会被TVS钳制到VCL电平。VCL要小于被保护电路的最大耐压值，比如被保护芯片耐压30V，那么就要选VCL小于30V的TVS。
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7 m1 W: a# _. X7 }+ m" z# G        4、IPP（最大反向脉冲峰值电流）：是TVS允许通过的最大脉冲峰值电流，超过此值，TVS可能损坏。
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        5、TVS管分为单极性和双极性，若TVS管有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时，应当选用双极性的，否则选用单极性。
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& j2 f4 _( a) w1 z        6、CJ（结电容）：电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，这是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS管的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS管的重要参数。对于信号频率越高的回路，TVS的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度也大。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3 pF)，而对电容要求不高的回路，电容的容量选择可高于40 pF。
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/ a  S6 ]5 @* Z" \% \! T三、选型

9 B/ C& S/ s4 y# q8 r+ Y4 E        1、首先确定电路是否存在两个方向的电压尖峰，如果有就选双极性TVS，如果没有就选单极性TVS。
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        2、确定电路的正常工作电压、最大耐压值，凭此来确定TVS的VRWM、VCL。

0 m! u, U' K& j3 `0 Y6 m7 U( L        3、大概评估电压尖峰的频率、幅值，从而确定TVS的功率，从而确定其封装。
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        比如一个DCDC电路，正常工作电压24V，电源芯片耐压值为40V，电压尖峰能量并不大。那么TVS就要选单极性，VRWM大于24V，VCL小于40V的TVS，电压尖峰能量不是很大，封装可以选SOD123的。
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1 D" E2 X% X7 Y  o- m        选择上图中的SMF24A是比较合适。
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CRAZY_argentina

TVS 反向并联在电路中，当电路正常工作时，处于高阻状态截止可以理解为开路。当电路异常超过击穿电压时，TVS迅速由高阻状态变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在后级电路可承受的安全水平之内，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后，TVS 阻值又恢复为高阻态。

架海梁心

TVS 有单向与双向之分，单向TVS 一般应用于直流供电电路，双向TVS 应用于电压交变的电路。

dragongfly

架海梁心 发表于 2022-11-24 13:09
TVS 有单向与双向之分，单向TVS 一般应用于直流供电电路，双向TVS 应用于电压交变的电路。

单向TVS，当有负半周的电压时，相当于二极管正常导通钳位电压大概在0.7V。当然负半周电压超过耐压值会将TVS烧毁。