TVS基础知识

仅供内部使用Title:Type:ArialBoldSize：40-47ptColor：ThemeofBlueSubtitle:Type：ArialColor：26-30ptColor：WhiteTVS基础知识TVS的概述、电特性、主要电参数、分类、应用、特点及选用技巧。Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：WhiteText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：White仅供内部使用一.TVS的概述二.TVS的电特性三.TVS的主要电参数四.TVS的分类五.TVS的特点六.TVS的应用场合七.TVS的选用技巧八.TVS的应用实例目录Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用一.TVS的概述TVS（TRANSIENTVOLTAGESUPPRESSOR）或称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，其电路符号和普通稳压二极管相同，外形也与普通二极管无异，是为抑制各种形式的电浪涌而专门设计的高效能的电保护器件。当它承载瞬态高能量脉冲时，极速由原来的高阻抗变为低阻抗，“吸收”掉意外电浪涌，并把电压箝制到安全水平从而有效地保护电子系统中的元器件不受损坏。TVS所能承受的瞬时脉冲电压峰值可达数千伏；瞬时脉冲电流峰值可达数安培至数百安培，其箝位响应时间仅为10ˉ12秒级。作为保护器件，固体TVS与早先的气体放电管及压敏电阻（MOV）相比较，显著的特点是：箝位因子小、响应时间快、承载浪涌能力高、使用寿命长（无老化“磨损”问题），以及体积小、无噪声、价格低等等。目前，TVS已广泛应用于家用电器、电子仪器、精密设备、自动控制、计算机、数据传输和邮电通讯系统等。实践证明，安装有电保护器件TVS的电子系统，大大提高了安全性和可靠性。Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用一.TVS的概述Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用二.TVS的电特性1.单向TVS的V-I特性如图所示，单向TVS的正向特性与普通稳压二极管相同，反向击穿拐点近似“直角”为硬击穿，为典型的PN结雪崩器件。从击穿点到VC值所对应的曲线段表明，当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上。Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用2.双向TVS的V-I特性如图所示，双向TVS的V-I特性曲线如同两只单向TVS“背靠背”组合，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，正反两面击穿电压的对称关系为：0.9≤VBR(正)/VBR(反)≤1.1，一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压VC就会立刻被抑制掉，双向TVS在交流回路应用十分方便。二.TVS的电特性Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用三.TVS的主要电参数1.击穿电压VBR器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流IT下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。2.最大反向脉冲峰值电流IPP在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用3.最大反向工作电压VRWM（或变位电压）器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值称为最大反向工作电压VRWM。通常VRWM=（0.8～0.9）VBR。在这个电压下，器件的功率消耗很小。使用时，应使VRWM不低于被保护器件或线路的正常工作电压。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为系数。即：箝位系数=VC(max)/VBR，一般箝位系数为1.3左右。5.反向脉冲峰值功率PPRTVS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。三.TVS的主要电参数Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用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。三.TVS的主要电参数Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用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。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。三.TVS的主要电参数Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用6.电容CPPTVS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，当TVS用于高阻抗电路时，这个漏电流是一个重要的参数。三.TVS的主要电参数Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用四.TVS的分类1.按极性分为单极性和双极性两种；2.按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如：各种交流电压保护器、4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等；3.按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用4.按功率分类：中国YINT公司提供的TVS二极管，有下列不同的功率选择。~500W：SA系列~600W：P6KE、SMBJ系列~1500W：1N5629~1N6389、1.5KE、LC、LCE系列~5000W：5KP系列~15000W：15KAP、15KP系四.TVS的分类Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用五.TVS的特点1.TVS管具有响应时间快、瞬态功率大、电容低、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小、易于安装等优点；2.将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵；3.电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）；4.将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。Theme1Theme2Theme3Theme4Title:Type:ArialBoldSize：32-35ptColor：ThethemeblueSubtitle:Type：ArialSize：28ptColor：BlackText(2-5Level)Type：ArialSize：24-18ptColor：Black仅供内部使用六.TVS的应用场合目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、