電壓及電流的瞬態(tài)干擾是造成電子電路及設(shè)備損壞的主要原因，常給人們帶來(lái)無(wú)法估量的損失。這些干擾通常來(lái)自于電力設(shè)備的起停操作、交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定、雷電干擾及靜電放電等,瞬態(tài)干擾幾乎無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護(hù)器件的出現(xiàn)使瞬態(tài)干擾得到了有效抑制。

TVS管也稱(chēng)瞬變電壓抑制二極管，也叫箝位型二極管，是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新產(chǎn)品，是目前普遍使用的一種高效能限壓保護(hù)器件，其電路符號(hào)和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無(wú)異,當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度（最高達(dá)1*１0-12秒）使其阻抗驟然降低，同時(shí)吸收一個(gè)大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。

TVS管的特性：

在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下，TVS管對(duì)受保護(hù)的線(xiàn)路呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)瞬間電壓超過(guò)其擊穿電壓時(shí)，TVS管就會(huì)提供一個(gè)低阻抗的路徑，并通過(guò)大電流方式使流向被保護(hù)元器件的瞬間電流分流到TVS管，同時(shí)將受保護(hù)元器件兩端的電壓限制在TVS管的箝位電壓。當(dāng)過(guò)壓條件消失后，TVS管又恢復(fù)到高阻抗?fàn)顟B(tài)。

TVS管的關(guān)鍵參數(shù)：

1、最小擊穿電壓VBR：器件在發(fā)生擊穿的區(qū)域內(nèi)，在規(guī)定的試驗(yàn)電流IBR（一般情況IBR＝1mA）下，測(cè)得器件兩端的電壓稱(chēng)為最小擊穿電壓。

2、反向斷態(tài)電壓VRWM：TVS管最大連續(xù)工作的直流或脈沖電壓，該電壓施加于TVS管的兩極間時(shí)，它處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過(guò)它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流IR。

3、脈沖峰值電流IPP：反向工作時(shí)，在規(guī)定的脈沖波形（如：10/1000μs雙指數(shù)波形）條件下，器件允許通過(guò)的最大浪涌電流。

4、最大箝位電壓VC：當(dāng)脈沖峰值電流IPP流過(guò)TVS管時(shí)，其兩端出現(xiàn)的最大電壓值稱(chēng)為箝位電壓VC。VC和IPP反映了TVS管的浪涌抑制能力。通常把VC與VBR之比稱(chēng)為箝位因子（系數(shù)），其值一般在1.2～1.4之間。

5、脈沖峰值功率PPP：脈沖峰值功率PPP是指脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積，即PPP＝IPP×VC。 它是TVS管能承受的最大峰值功率。在給定的最大箝位電壓下，脈沖峰值功率PPP越大，其浪涌電流的承受能力越大。

6、結(jié)電容CJ：TVS管結(jié)電容CJ是由其硅片的雪崩結(jié)截面和偏置電壓來(lái)決定的，是在特定頻率（1MHz）下測(cè)得。 CJ的大小與TVS管的電流承受能力成正比，CJ太大，將使信號(hào)衰減。因此，電容CJ是數(shù)據(jù)界面電路選用TVS管的重要參數(shù)。在高頻信號(hào)線(xiàn)路的保護(hù)中，應(yīng)主要選用低結(jié)電容的TVS管，一般低結(jié)電容的TVS管其結(jié)電容可以做到零點(diǎn)幾到幾p F的數(shù)量級(jí)了。

TVS的分類(lèi)：

TVS管按功率分類(lèi)，可分為200W、400W、500W、600W、1000W、1500W、3000W、5000W、8000W、15000W、20000W、30000W、3600W、6600W等。也可按極性分類(lèi)。按極性分為單極性及雙極性?xún)煞N。單極性尾標(biāo)中用A表示，雙極性尾標(biāo)中以C表示。如SA5.0A表示單向的，SA5.0CA表示雙向的。

TVS的應(yīng)用：

TVS主要用于對(duì)電路元件進(jìn)行快速過(guò)電壓保護(hù)。它能"吸收"功率高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌信號(hào)。TVS具有體積小、功率大、回應(yīng)快、無(wú)噪聲、價(jià)格低等諸多優(yōu)點(diǎn),它的應(yīng)用十分廣泛，如:家用電器；電子儀器；儀表；精密設(shè)備；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；通訊設(shè)備;RS232、485及CAN等通訊端口；ISDN的保護(hù)；I/O端口；IC電路保護(hù)；音、視頻輸入；交、直流電源；電機(jī)、繼電器噪聲的抑制等各個(gè)領(lǐng)域。它可以有效地對(duì)雷電、負(fù)載開(kāi)關(guān)等人為操作錯(cuò)誤引起的過(guò)電壓沖擊起保護(hù)作用。

下圖是TVS管在電路應(yīng)用中的典型例子。

注解：

1、TVS1對(duì)整個(gè)電路（包括變壓器）進(jìn)行保護(hù)。

2、TVS2對(duì)其后的電路（除變壓器外的整個(gè)電路）提供高度的保護(hù)。由于變壓器 的物理性質(zhì)有如一個(gè)大的串聯(lián)電阻，當(dāng)受到浪涌沖擊時(shí)，斷路的機(jī)會(huì)很少。

3、TVS3對(duì)負(fù)載提供全面的保護(hù)。在此采用的是成本較低的單極TVS二極管。若 電路中只采用TVS3，電橋因沒(méi)有TVS的保護(hù)，電橋應(yīng)采用較高電壓及電流比 值的器件，以防止損壞。

TVS的選用方法:

1、確定待保護(hù)電路的直流電壓或持續(xù)工作電壓。如果是交流電，應(yīng)計(jì)算出最大值，即用有效值*1.414。

2、TVS的反向變位電壓即工作電壓（VRWM）--選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1所規(guī)定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計(jì),如果步驟1所規(guī)定的電壓高于TVS的VRWM,TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態(tài)，從而影響電路的工作。

3、最大峰值脈沖功率：確定電路的干擾脈沖情況,根據(jù)干擾脈沖的波形、脈沖持續(xù)時(shí)間,確定能夠有效抑制該干擾的TVS峰值脈沖功率。

4、所選TVS的最大箝位電壓（VC）應(yīng)低于被保護(hù)電路所允許的最大承受電壓。

5、單極性還是雙極性-常常會(huì)出現(xiàn)這樣的誤解即雙向TVS用來(lái)抑制反向浪涌脈沖，其實(shí)并非如此。雙向TVS用于交流電或來(lái)自正負(fù)雙向脈沖的場(chǎng)合。TVS有時(shí)也用于減少電容。如果電路只有正向電平信號(hào)，那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時(shí),TVS處于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時(shí)，TVS類(lèi)似正向偏置二極管一樣導(dǎo)通并吸收浪涌能量。在低電容電路里情況就不是這樣了。應(yīng)選用雙向TVS以保護(hù)電路中的低電容器件免受反向浪涌的損害。

6、如果知道比較準(zhǔn)確的浪涌電流IPP，那么可以利用VC來(lái)確定其功率，如果無(wú)法確定功率的大概范圍，一般來(lái)說(shuō)，選擇功率大一些比較好。
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