一文看懂EMC防護器件之TVS

　　TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）或稱瞬變電壓抑制二極管是在穩壓管工藝基礎上發展起來的一種新產品。其電路符號和普通穩壓二極管相同，外形也與普通二極管無異，當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時，它能以極高的速度（達1*１0-12秒）使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。

　　圖1 TVS特性曲線

　　TVS的特性

　　如果用圖示儀觀察TVS的特性，就可得到圖1中左圖所示的波形。如果單就這個曲線來看，TVS管和普通穩壓管的擊穿特性沒有什么區別，為典型的PN結雪崩器件。

　　但這條曲線只反映了TVS特性的一個部分，還必須補充右圖所示的特性曲線，才能反映TVS的全部特性。這是在雙蹤示波器上觀察到的TVS管承受大電流沖擊時的電流及電壓波形。

　　圖中曲線1是TVS管中的電流波形，它表示流過TVS管的電流由1mA突然上升到峰值，然后按指數規律下降，造成這種電流沖擊的原因可能是雷擊、過壓等。

　　曲線2是TVS管兩端電壓的波形，它表示TVS中的電流突然上升時，TVS兩端電壓也隨之上升，但只上升到VC值，這個值比擊穿電壓VBR略大，從而對后面的電路元件起到保護作用。

　　TVS的參數

　　圖2 TVS特性及參數

　　A. 擊穿電壓（VBR）：TVS在此時阻抗驟然降低，處于雪崩擊穿狀態。

　　B. 測試電流（IT）：TVS的擊穿電壓VBR在此電流下測量而得。一般情況下IT?。盡A。

　　C. 反向變位電壓（VRWM）：TVS的額定直流工作電壓，當TVS兩端電壓繼續上升，TVS將處于高阻狀態。

　　D. 反向漏電流（IR）：在工作電壓下測得的流過TVS的電流。

　　E. 峰值脈沖電流（IPP）：TVS允許流過的浪涌電流，它反映了TVS的浪涌抑制能力。

　　F. 箝位電壓（VC）：當TVS管承受瞬態高能量沖擊時，管子中流過大電流，峰值為IPP，端電壓由VRWM值上升到VC值就不再上升了，從而實現了保護作用。浪涌過后，隨時間IPP以指數形式衰減，當衰減到一定值后，TVS兩端電壓由VC開始下降，恢復原來狀態。箝位電壓VC與擊穿電壓VBR之比稱箝位因子Cf，表示為Cf= VC /VBR，一般箝位因子僅為1.2～1.4。

　　TVS的選用方法

　　1.確定待保護電路的直流電壓或持續工作電壓。如果是交流電，應計算出值，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，如果步驟1所規定的電壓高于TVS的VRWM ，TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態，從而影響電路的工作。

　　3.峰值脈沖功率：確定電路的干擾脈沖情況，根據干擾脈沖的波形、脈沖持續時間，確定能夠有效抑制該干擾的TVS峰值脈沖功率。

　　4.所選TVS的箝位電壓（VC）應低于被保護電路所允許的承受電壓。