EMC電磁兼容——常用器件（TVS）

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TVS全稱Transient Voltage Suppre，亦稱TVS管、瞬態(tài)抑制二極管等，有單向和雙向之分。單向 TVS 一般應(yīng)用于直流供電電路，雙向 TVS 應(yīng)用于電壓交變的電路。在直流電路的應(yīng)用中，TVS被并聯(lián)接入電路中。在電路處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，TVS會(huì)保持截止?fàn)顟B(tài)，從而不對(duì)電路的正常工作產(chǎn)生任何影響。然而，一旦電路中出現(xiàn)異常的過(guò)電壓，并且這個(gè)電壓達(dá)到TVS的擊穿閾值時(shí)，TVS的狀態(tài)就會(huì)從高阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài)。此時(shí)，它能夠有效地將由于異常過(guò)電壓而產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電流導(dǎo)入地面，同時(shí)，還能將異常過(guò)電壓限制在一個(gè)較低的水平，從而確保后級(jí)電路不會(huì)因異常過(guò)電壓而受到損害。當(dāng)異常過(guò)電壓消失后，TVS會(huì)再次恢復(fù)到其原始的高阻態(tài)。

TVS管防護(hù)電路主要?jiǎng)澐譃閮纱箢悇e：一是電源接口防護(hù)，二是信號(hào)接口防護(hù)。

電源接口防護(hù)主要參數(shù)：工作電壓、功率以及防護(hù)策略

信號(hào)接口防護(hù)主要參數(shù)：信號(hào)速率、結(jié)電容值、功率、信號(hào)電平以及防護(hù)策略

在選擇TVS時(shí)

（1）確定其最高工作電壓Vrmw。

在電路正常運(yùn)作時(shí)，TVS應(yīng)處于非工作狀態(tài)，即截止?fàn)顟B(tài)，因此其截止電壓需高于被保護(hù)電路的最高工作電壓，以確保TVS在電路正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)干擾電路。

1）AC供電，TVS的反向關(guān)斷電壓Vrwm應(yīng)大于等于電路最大工作電壓V的1.414倍；

2）DC供電，Vrwm則應(yīng)大于等于V。

（2）需選擇TVS的鉗位電壓VC。

此電壓應(yīng)低于后級(jí)被保護(hù)電路所能承受的最大瞬態(tài)安全電壓。鉗位電壓VC與TVS的雪崩擊穿電壓及峰值脈沖功率吸收能力（IPP）均成正比。

1）最大鉗位電壓Vmax通常應(yīng)設(shè)定在Vrwm的1.5至2.0倍之間。

（3）選擇TVS的功率時(shí)

需確保其額定瞬態(tài)功率大于電路中可能出現(xiàn)的最大瞬態(tài)浪涌功率。理論上，TVS的功率越大，其承受沖擊能量和次數(shù)的能力就越強(qiáng)。

1）TVS所需滿足的最小峰值功率P應(yīng)大于等于Vmax與I_PP的乘積，即P≥VmaxI_PP，其中Vmax為(1.5~2.0)Vrwm。

（4）需評(píng)估TVS結(jié)電容對(duì)電路的影響。

若TVS用于高速I(mǎi)O端口防護(hù)、模擬信號(hào)采樣或低功耗設(shè)備中，則需考慮結(jié)電容和漏電流的影響。在這些應(yīng)用中，結(jié)電容和漏電流的參數(shù)越小越好。

1）信號(hào)速率低于10kHz時(shí)，一般選擇結(jié)電容小于1000pF的TVS；

2）信號(hào)速率在10kHz至100kHz之間時(shí)，選擇結(jié)電容小于300pF的TVS；

3）信號(hào)速率在100kHz至1MHz之間時(shí)，選擇結(jié)電容小于100pF的TVS；

4）而信號(hào)速率高于1MHz時(shí)，則應(yīng)選擇結(jié)電容小于50pF的TVS。