TVS管原理和特性.docx

这里主要介绍原理特性和参数，然后花一些时间分析一下散热选取，最后把PCB总结一下。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）的高效能保护器件。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，全称瞬态电压抑制器，是电子设备中一种重要的保护器件，尤其在电力和通信系统中广泛使用。TVS管是基于齐纳二极管的原理发展而来的，它能在瞬间将高电压脉冲转换为低电压，从而保护电路免受过电压的损害。 TVS管分为单向和双向两种类型。单向TVS二极管类似于齐纳二极管，只能在电压脉冲的正向方向提供保护，适用于直流电路。而双向TVS则可在正反两个方向吸收电压脉冲，对电压进行钳位，因此适用范围更广，包括直流和交流电路。 TVS管的核心特性如下： 1. **响应时间**：TVS管的响应速度极快，能在纳秒级别内完成动作，有效地防止过电压对电路造成破坏。 2. **瞬态功率**：TVS能吸收大量瞬态功率，防止电路过载。 3. **漏电流**：在正常工作状态下，TVS的漏电流很低，对于静态电流的影响较小，有助于保持系统的效率。 4. **箝位电压**：TVS能够将过高的电压限制在一个安全范围内，确保被保护电路的电压不会超出允许值。 5. **击穿电压**（V(BR)**：这是TVS开始工作的电压阈值，当电压超过这个值，TVS会导通并吸收浪涌能量。 6. **最大反向脉冲峰值电流**（I.PP**）：TVS在特定脉冲条件下的最大允许电流，决定了TVS能承受的最大瞬态脉冲功率。 7. **最大反向工作电压**（VRWM**）：在TVS正常工作时，两端可承受的最大反向电压，一般选择大于16V的器件以确保安全性。 8. **最大箝位电压**（VC(max)**：TVS在峰值电流下的最大电压，不应超过被保护器件的耐压值。 9. **反向脉冲峰值功率**（PPR**）：与脉冲电流、箝位电压、脉冲波形和环境温度有关，设计电路时需确保不超过TVS的承受能力。 10. **电容**（CPP**）：TVS的电容影响其响应时间，大的电容可能会降低响应速度。 在实际应用中，TVS的选型要考虑多个因素，包括电路的工作电压、预期的浪涌电压、脉冲持续时间和重复率等。散热选取也是关键，需要确保TVS在吸收浪涌能量后能有效散热，避免过热导致性能下降或损坏。PCB布局时，应确保TVS与被保护电路之间的连接尽可能短，以减少浪涌传播时间和影响。 TVS管是保护电路免受过电压伤害的重要工具，其快速响应、高瞬态功率处理能力和精确的电压钳位特性使其在各种电子系统中扮演着不可或缺的角色。在设计和选择TVS时，需要综合考虑其参数和实际应用场景，以确保最佳的保护效果。