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静电防护器件 TVS管介绍 瞬态二极管（TVS|Transient Voltage Suppressor）是一种二极管形式（齐纳二极管的进化）的高效保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以极快的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收电源和信号线上的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值。 TVS管种类 双向TVS和单项TVS 单向TVS就特性而言和齐纳管较类似，只能吸收正向的浪涌电压脉冲，一般只用于直流电路（且没有反接和负向脉冲）。 由上图可见，TVS管反接在电路中，当输入电压达到TVS管的箝位电压时，TVS管处于反向导通状态，通过TVS管的电流迅速增大，但是电压的变化却很小，从而起到对负载电路的保护作用。 双向TVS可在正反两个方向吸收浪涌电压脉冲，实现了对电压的钳制，双向TVS途较广（直流，交流均可用）。 TVS管特点： 优点：响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。 缺点：击穿电压较低，价格较贵。 TVS管参数： 1） 击穿电压 TVS在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称为击穿电压。 2） 最大反向脉冲峰值电流 在击穿时（规定的脉冲条件下）器件允许通过的最大脉冲峰值电流。超过此电流，TVS管将永久性损坏。 3）最大瞬态浪涌功率。 实际上峰值电流的试验波形采用标准波（指数波形），由TR/TP决定。 峰值电流上升时间TR:电流从0.1IPP开始达到0.9IPP的时间。 半峰值电流时间TP：电流从零开始通过最大峰值后，下降到0.5IPP值的时间。 3）最大反向工作电压【VRWM】 TVS保护电路过程中，在规定的反向电流下，TVS两端的电压值称为最大反向 工作电压VRWM。 一般VRWM=（0.8~0.9）V(BR)。在这个电压下，器件的功率消耗很小。我们一 般设计的时候要选择VRWM大于16V的器件。 4）最大箝位电压【VC(max)】 ?? 在脉冲峰值电流Ipp 作用下器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。使用 时，应使VC(max )不高于被保护器件的最大允许安全电压。最大箝位电压与击 穿电压之比称为箝位系数。 5）反向脉冲峰值功率PPR ??? TVS的PPR取决于脉冲峰值电流IPP和最大箝位电压VC(max)，除此以外， 还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。 当脉冲时间Tp一定时，PPR=K1×K2×VC(max)×Ipp，式中K1为功率系数，K2 为功率的温度系数。 ??? 典型的脉冲持续时间Tp为1MS，当施加到瞬态电压抑制二极管上的脉冲时 间tp 比标准脉冲时间短时，其脉冲峰值功率将随tp 的缩短而增加。 TVS的反向脉冲峰值功率PPR与经受浪涌的脉冲波形有关，用功率系数K1表 示：E=∫i(t)*V(t)dt，式中：i(t)为脉冲电流波形，V(t) 为箝位电压波形。 ??? 这个额定能量值在极短的时间内对TVS是不可重复施加的。但是，在实际的 应用中，浪涌通常是重复地出现，在这种情况下，即使单个的脉冲能量比TVS 器件可承受的脉冲能量要小得多，但若重复施加，这些单个的脉冲能量积累起来， 在某些情况下，也会超过TVS器件可承受的脉冲能量。因此，电路设计必须在 这点上认真考虑和选用TVS器件，使其在规定的间隔时间内，重复施加脉冲能 量的累积不至超过TVS器件的脉冲能量额定值。 6）电容CPP ??? TVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定，电容在零偏情况下，随偏置电 压的增加，该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响TVS器件的响应时间。 7）漏电流IR ??? 当最大反向工作电压施加到TVS上时，TVS管有一个漏电流Ir，在汽车电子 中，这个参数影响到静态电流。 TVS管选型时应考虑的因素： 1）、TVS的最大反向钳位电压VC应小于被保护电路的损坏电压； 2）、TVS的最大反向工作电压要大于或等于被保护电路的最大工作电压，若选用的太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作； 3）、直流保护一般选用单向TVS二极管，交流保护一般选用双向TVS二极管，多路保护选用TVS阵列器件，大功率保护选用TVS专用保护模块。 4）、在确定了TVS的最大箝位电压后，其峰值脉冲电流即最大反向浪涌电流应大于瞬态浪涌电流。否则的话TVS管可能造成永久性损坏。 5）、TVS管的电容值越大对电路的干扰越大, 形成噪音越大或衰减讯号强度越大, 对于数据/讯号频率越高的回路,电容值不大于10pF。所以在高频电路中要选用电容尽可能小的TVS管以