13-有源钳位电路TVS选型问题

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TVS二极管选型指南

TVS二极管选型指南TVS（Transient Voltage Suppressor）二极管是一种具有低开通电流和高响应速度的电子器件，常用于保护电路免受过电压的损害。

TVS二极管能够在过电压事件发生时迅速导通，将过电压引流到地，保护后续器件不受损坏。

在进行TVS二极管选型时，需要考虑以下几个关键因素：1.工作电压（VWM）：TVS二极管被设计用来在特定电压范围内工作，过电压事件发生时能够稳定运行。

因此，选择与系统工作电压匹配的TVS二极管是至关重要的。

通常，工作电压应大于或等于系统最大工作电压。

2.峰值脉冲功率（PPPM）：峰值脉冲功率是TVS二极管可以吸收的过电压脉冲能量的能力。

选型时应根据系统的过电压脉冲峰值功率来选择合适的TVS二极管。

理想情况下，所选TVS二极管的PPPM值应大于系统的最大过电压脉冲功率。

3.响应时间：响应时间是TVS二极管从正常工作状态到完全导通所需的时间。

响应时间越短，TVS二极管对过电压的保护效果就越好。

因此，在选型时应优先选择具有较短响应时间的TVS二极管。

4.反向击穿电压（VBR）：反向击穿电压是TVS二极管启动导通的电压值。

选型时应确保所选TVS二极管的反向击穿电压大于系统中出现的任何过电压事件的最高电压。

5.极耐压（VRM）：极耐压是TVS二极管能够承受的最大电压。

应根据系统所需的最大工作电压来选择TVS二极管的极耐压。

此外6.电流容许度：电流容许度是TVS二极管所能容许通过的最大电流。

在选型过程中，需要确保所选TVS二极管的电流容许度足够满足系统需求，以确保TVS二极管在过电压事件发生时能够正常工作。

7.尺寸和封装：在选择TVS二极管时，还需要考虑其尺寸和封装形式是否适应系统的安装和布局要求。

8.存储和操作温度范围：在选型过程中，应确保所选TVS二极管的存储和操作温度范围符合系统的环境要求。

总之，TVS二极管的选型需要根据系统的电压、功率需求以及工作环境要求等多个方面进行综合考虑。

TVS工作原理及选型要点

TVS瞬态电压抑制二极管原理及选型要点瞬态抑制二极管(TVS)又叫钳位型二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12纳秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。

TVS 允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。

双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压钳制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。

可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件。

耐受能力用瓦特(W)表示。

下面以SMBJ22A为例：TVS器件的主要参数详解（1） VRWM ：Working peak reverse voltage为了便于选型，此参数对应电路正常工作电压，即电路正常工作电压为22V及以下时，选择VRWM 为22V的管子。

也就是说，VRWM可以大于等于正常工作电压，但为了起到更好的保护目的，不要大得太多，需要综合考虑VBR参数和其他参数。

否则可能当电路输入电压远大于后级被保护电路（如DC-DC 等）的极限损坏电压时，TVS仍不动作，起不到保护作用。

TVS管在这个电压时不工作，但需考虑IR@VRWM指标，指的是在该电压下的静态电流，此电流在电路正常工作时使TVS管发热，造成功耗损失，选型时值越小越好。

（2）击穿电压VBR器件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，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。

此参数有最小值和最大值，代表TVS动作电压区间，SMBJ22A在24.4-28V之间的任意电压工作都是符合要求的，如1个SMBJ22A管子实际动作电压为25V，那么也在这个区间，其输出电压会钳位在25V，而不会高于25V。

TVS管如何选型？

TVS管如何选型？今天聊一个面试命中率更高的问题，不信你往下看。

一道面试题照例，先抛出来一道面试题：“TVS管如何选型？”。

这个问题，相信工作3-5年的小伙伴在面试找工作过程中肯定会有遇到过。

反正我自己是被问到过，当时怎么回答的已记不清。

如果是你，你会给出怎样的答案？思考10秒钟。

另外，在实际开发过程中，也会遇到TVS需要新选型的情况。

3种实际情况先不说在面试中这道题如何回答，在项目开发中，我遇到过如下3种情况:第①种情况：以前图纸上(TVS)使用什么型号，我也使用什么型号。

这种属于照抄照搬，拿来主义，不求甚解。

我大概率能想到：假如因为照搬前人图纸出问题，他很可能会说不是他的责任，是前面的人设计错误。

第②种情况：问同事，同事告诉我TVS选哪个型号，我就用哪个型号。

这种属于抱大腿。

如果抱的是真大腿，那算幸运；如果抱的是小胳膊，那估计就踩坑了。

毕竟自己没有区分能力。

第③种情况：把需求发给供应商或者代理。

他们推荐我使用哪个型号，我就用哪个型号。

这种属于甩锅。

把本来该自己解决的问题，甩给了供应商。

当然供应商为了推自己的物料，很乐意接这种任务。

供应商很期望对接的研发属于这种。

此时供应商推的物料是基于自身角度出发，而对项目而言未必是最优的。

这3种情况我都实际遇到过。

虽然最终也没有发生问题，但我认为这3种情况都是不可取的做法，总感觉把主动权拱手他人，任人摆布。

评估5个要素再回到本文讨论的面试题：TVS管该如何选型？其实这道题还是考察答题者对TVS的关键参数的理解是否透彻，是否清楚这些参数分别决定了哪些方面。

我们也无需纠结，搞不清哪些是关键因数。

我们就直接找一个规格书进行讨论。

第①要素是Vrwm，这个是给我们明确TVS的最大反向工作电压，前面有文章说明过，这里不做展开。

需要保证被保护信号的工作电压略小于Vrwm。

定量估算：略小于，可以简单理解为：Vrwm=信号工作电压x(1.1~1.2倍系数)。

第②要素是Vcl，这个是帮助我们判断TVS管的钳位电压是否能和后级电路适配。

TVS管的使用和选型

TVS管的使用和选型TVS（Transient Voltage Suppressor）管是一种用于保护电路免受瞬态过电压损害的器件。

它具有快速响应、高稳定性和高耐受能力等特点，广泛应用于电子设备的电源供应、通信系统、自动控制系统等领域。

本文将介绍TVS管的使用和选型。

一、TVS管的使用1.瞬态过电压保护：TVS管主要用于保护电路免受瞬态过电压的损害。

当电路遭受到雷电或其他瞬态过电压时，TVS管能够迅速响应并将多余的电压导向地。

2.安全保护：在电源供应系统中，TVS管用于保护电路免受过电流、过电压和过热等问题的影响，确保设备的安全运行。

3.信号保护：在通信系统中，TVS管用于保护各种信号线路免受电磁干扰和静电放电等因素的影响，确保信号的可靠传输。

4.电源管理：TVS管可以用于稳定电源波形，减小电源的波动和噪声，提高电源的质量和稳定性。

二、TVS管的选型在选择TVS管时，需要考虑以下几个因素：1. 工作电压（Working Voltage）：这是指TVS管能够正常工作的最高电压。

在实际应用中，应选择额定工作电压略高于电路的最高工作电压，以确保TVS管能够有效地保护电路。

2. 最大峰值脉冲电流（Peak Pulse Current）：这是指TVS管能够瞬时承受的最大电流。

在选择TVS管时，应根据电路中的最大脉冲电流进行匹配。

如果电路中存在较大的脉冲电流，应选择具有更高的最大峰值脉冲电流的TVS管。

3. 响应时间（Response Time）：这是指TVS管从电压超过其工作电压时到达正常导通的时间。

响应时间越短，TVS管对瞬态过电压的保护能力越强。

4. 瞬态阻抗（Clamping Voltage）：这是指TVS管在工作电压下的电压降低程度。

瞬态阻抗越小，TVS管对于电路中的瞬态过电压的保护能力越强。

5. 封装形式（Package Type）：TVS管有多种不同的封装形式，包括SMD封装、插件封装等。

根据具体的应用需求选择适合的封装形式。

TVS管的参数理解与选型

TVS管的参数理解与选型
本文介绍TVS管的关键参数，它们也是在TVS选型时，应该着重关注的参数。

1，如下为TVS管的V-I特性曲线，图中标示出的几个参数都是很重要的。

最重要的要属clamping voltage，即钳位电压。

当电路达到钳位电压时，能量将被泄放到大地，电路的电压维持在钳位电压值。

2，最大泄放功率随着脉冲的宽度递减。

手册中标示出的最大功率值是在脉宽为1ms时所测到的值。

如下为不同的脉冲宽度，对应管子的最大功率。

3，通常用来描述TVS泄放静电特性的曲线为10us/1000us曲线。

注意：不同的TVS管，Ippm（最大瞬态电流）的值不同。

4，8us/20us曲线应用情况较少，而且测试的条件和10us/1000us是不一样的，故不可以将这二者拿来做比较。

5，选择TVS管时，根据如下的公式来计算Ipp值，然后选择Ippm值能满足使用情况的管子。

6，除了考虑最大泄放功率，还需要考虑泄放的速率。

斜率越大，则泄放越快，即动态电阻越小，那么TVS管子越好。

以上，为一点个人的理解，如有问题，留言切磋。

TVS管的工作原理及如何选型

TVS管的工作原理及如何选型TVS管，即暂态电压抑制二极管（Transient Voltage Suppressor），是一种用于抑制电路中瞬态电压过高的半导体器件。

它能够在电路中迅速响应瞬态过电压，将过电压的能量吸收，并将电路的电压维持在一个安全范围内，保护电路中的其他器件。

工作原理：TVS管的工作基于Zener效应，利用其具有的压电效应将过电压吸收。

当电路中出现超过TVS管额定工作电压的瞬态过电压时，TVS管反向击穿，形成由电流流过的低阻态，将过电压吸收并将电路电压维持在可控的范围内。

当过电压消失后，TVS管通过较大的电阻再次恢复到堵塞状态。

选型：确定TVS管的选型，需要考虑以下几个关键参数：1.额定工作电压（Vr）：这是TVS管在正向电压下的稳态电压，决定了TVS管能承受的最大正向电压。

选型时应确保所选TVS管的额定工作电压高于电路的最高工作电压。

2. 峰值脉冲电流（Ipp）：这是TVS管能够承受的最大峰值脉冲电流。

在选型时，应确保所选TVS管的峰值脉冲电流高于电路中可能出现的最大峰值脉冲电流。

3.静态电流（It）：这是TVS管在额定工作电压下的静态电流，也称为保持电流。

选型时应确保所选TVS管的静态电流能够满足电路要求。

4. 反向击穿电压（Vbr）：这是TVS管在反向击穿时的电压。

选型时应确保所选TVS管的反向击穿电压高于电路中可能出现的最高反向电压。

5. 响应时间（Trr）：这是TVS管从击穿到恢复到保持电流状态所需的时间。

较短的响应时间有助于更快地保护电路。

6.功耗：这是TVS管在保持电流下消耗的功率，通常以瓦特（W）为单位。

选型时应考虑TVS管的功耗是否符合电路的要求。

7.封装类型：根据具体应用的要求选择合适的封装类型，如SMB、SMD、DO-214、DO-15等。

除了以上关键参数外，还需要根据电路的特性和需求来选择合适的TVS管。

同时，还应考虑TVS管的质量可靠性、温度特性以及成本等因素。

TVS参数及选型方法

TVS参数及选型方法TVS管作为保护器件，能够非常有效的防止静电击穿保护电路。

在选用TVS管的时候，必须注意其相关的参数，否则会出现意想不到的问题。

首先了解TVS的参数：VRWM，VBR，Vc，Ipp，Cd是ESD/TVS器件选型的重要参数.1.Vc----Clamping voltage @Ipp（最大箝位电压）Vc箝位电压指在特定的Ipp电流时，脉冲电压通过ESD保护器件后所被箝位的电压。

PESD5V0L2BT在Ipp为1A时Vc为10V，如果1000V的瞬间干扰信号经过PESD5V0L2BT，线上电压将被箝位在10V左右。

2.VRWM----Working Peak Reverse Voltage （最大反向工作电压）Ir----Maximum Reverse Leakage Current @ VRWM （最大反向漏电流）Vrwm表示在规定的Ir下，TVS器件两端的电压值成为最大反向工作电压。

通常Vrwm=（0.8~0.9）Vbr。

在这个电压下，器件的功耗消耗很小。

使用时，应使Vrwm不低于被保护器件或线路的正常工作电压。

一般Vrwm会低于85%Vc而高于正常工作电压，以便TVS接入电路而不影响正常电路工作。

3.VBR----Breakdown Voltage @ IT （反向击穿电压）TVS管通过规定的测试电流It时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压，即从此点开始器件进入雪崩击穿。

4.Ppp----Maximum Peak Pulse Power （最大峰值脉冲功率）PPP峰值脉冲功率为ESD器件上瞬间通过的最大功率值。

如图所示，NUP2105的峰值功率为，是指8/20us脉冲波（8us达到100%Ipp，20us达到50%Ipp），保护器件能够承受的最大功率为350w。

5.Cj ----Junction Capacitance （结电容）主要是指TVS连接GND和I/O时，具有的电容值。

TVS参数、选型、使用注意事项

TVS参数、选型、使用注意事项一、TVS保护的原理其原理像稳压二极管，都是利用反向击穿稳定电压，但TVS管的响应速度要快于稳压管。

当TVS管的受到反向瞬态高能量冲击时，它能以极高的速度（亚纳秒级）将两级间的阻抗变为低阻抗，从而具有很好的浪涌功率吸收能力，同时也能使两级之间的电压钳位在一个预定值，有效的保护电路后端元器件。

TVS与被保护电路并联二、TVS参数的解读如下是一个5V TVS管的SPEC参数，光看SPEC参数我们可能比较难理解。

TVS电气参数结合如下的TVS工作特性曲线，我们来了解这些参数。

TVS工作特性曲线Vrwm：指的是最大反向工作电压，也指关断电压。

在最大的反向电流IR下，测试出的电压, 一般Vrwm是(0.8~0.9)*Vbr。

关断电压需要大于等于电路正常工作电压，但是不能大太多，和Vbr也有关系，大太多，可能导致TVS不起作用。

需要做到电路正常工作时，TVS不触发，在浪涌来时TVS才工作。

举个例子，TVS用来保护VOUT后端负载，VOUT的电压为3V，那么Vrwm的电压就需要大于或者等于3V，如果Vrwm是2V，那么电路正常工作状态下，TVS就可能已经触发工作，导致耗流增大或者电路故障。

如果Vrwm是20V，那么Vbr可能就是25V，那么TVS从3V到25V雪崩效应中间有很大一片空白，所以说Vrwm稍等于电路正常工作电压，但是也不能大太多。

另外说一句，TVS的关断电压是越低越难做（制作工艺）。

Ir@Vrwm：最大反向漏电流。

Vbr@It：指的是通过规定的测试电流It时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压，即从此点开始TVS进入雪崩击穿。

Max Ipp：最大反向峰值脉冲电流。

Vc@Max Ipp：指在特定的Ipp电流时，浪涌经过TVS钳位住的电压。

最大的钳位电压Vc要小于大于电路中最大的工作电压。

举个例子，TVS用来保护VOUT及后端负载，VOUT的后端负载有芯片A和芯片B，芯片A的最大工作电压是3V，芯片B的最大工作电压是4V，那么我们选择TVS的Vc就要小于3V，如果Vc是3.5V，这个芯片A有可能会损坏。

一文精通TVS计算及选型

一文精通TVS计算及选型TVS（Transient Voltage Suppressor）是一种常见的电子元件，用于保护电子设备免受瞬态电压干扰的损害。

本文将对TVS的计算、选型以及其中的一些关键参数进行详细介绍。

首先，我们来看一下TVS的主要作用。

在电路中，当电源或其他信号源突然产生过电压时，TVS可以提供低阻抗的通路，将过电压进行消耗，保护其他电子元件免受损害。

TVS的特点是在正常工作电压下具有极高的阻抗，但在过电压情况下迅速变为低阻抗通路。

这使得TVS成为了电路中一道重要的安全防护线。

在进行TVS计算和选型时，首先需要确定以下几个参数。

1.负载电压（Vp）：负载电压是指电子设备在正常工作时所需的电压。

这是计算TVS的起点，因为TVS的工作电压必须大于负载电压，以确保它能够对过电压进行保护。

2. 正激点电压（Vbr）：正激点电压是指TVS在过电压情况下开始工作的电压。

也就是说，当电压超过正激点电压时，TVS将变为低阻抗通路。

因此，选择TVS时，正激点电压必须大于负载电压。

3. 峰值脉冲功率（Ppp）：峰值脉冲功率是指TVS在一定时间内能吸收的最大功率。

这个参数决定了TVS是否能够承受过电压情况下的能量冲击。

一般来说，峰值脉冲功率越大，TVS的保护能力就越强。

了解了以上参数后，我们可以根据具体的应用需求进行TVS的计算和选型。

在计算TVS时，我们需要确定负载电压和正激点电压。

根据实际情况，可以选择一个比负载电压稍高一点的正激点电压。

一般来说，正激点电压应当大于负载电压10%至20%左右。

例如，如果负载电压为12V，可以选择一个正激点电压为14V至15V的TVS。

这样，在12V的负载电压下，TVS仍然处于高阻抗状态，并可以对任何超过14V至15V的过电压进行保护。

在选型TVS时，除了正激点电压外，还需要考虑峰值脉冲功率。

一般来说，TVS的峰值脉冲功率应当大于负载电压乘以过电压的持续时间。

例如，如果负载电压为24V，过电压情况下电压可以超过30V，并持续1ms，则峰值脉冲功率就应当大于24V乘以30V乘以0.001s。

TVS管参数介绍及选型

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2、TVS管和二极管的区别
作为二者的共同点，它们都可以用来稳压，并且都工作在反向截止状态下，其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。但是TVS管齐纳击穿电流更小，大于10V的稳压只有1mA，相对来说齐纳二极管击穿电流要大不少，但是齐纳二极管稳压精度可以做的比较高。而且TVS管强调的是瞬态响应，所以其时间参数就很重要了，也就是说稳压二极管的响应时间通常要比TVS 管的慢。同时TVS管的功率较大，而稳压管的功率较小。
1、TVS管的原理介绍
TVS（Transient Voltage Suppressor）瞬态电压抑制器。当两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10的负12次方秒量级的速度，将两极间的高阻抗变为低阻抗，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件。
在浪涌电压作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，而被击穿，随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被钳位到预定的最大钳位电压VC以下，其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态；TVS 管有单向与双向之分，单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。
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TVS管参数介绍及选型专题报告
汇报人：黄顾
日期：2017-5-16 Shenzhen DJN Optronics Co.,Ltd
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TVS管原理介绍 S管与二极管的区别
TVS管选型要求
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TVS管的工作原理与选型

TVS管的⼯作原理与选型TVS管1、TVS是普遍使⽤的⼀种新型⾼效电路保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当⾼的浪涌吸收能⼒。

当它的两端经受瞬间的⾼能量冲击时，TVS能以极⾼的速度把两端间的阻抗值由⾼阻抗变为低阻抗，以吸收⼀个瞬间⼤电流，从⽽把它的两端电压箝制在⼀个预定的数值VC上，从⽽保护后⾯的电路元件不受瞬态⾼压尖峰脉冲的冲击。

当瞬时脉冲结束以后，TVS⼆极管⾃动恢复到⾼阻状态，整个回路进⼊正常电压。

2、TVS 选型参数选型步骤1、最⼤反向⼯作电压VRWM略⾼于待保护电路最⼤的⼯作电压。

VRWM>1.1Vmax2、反向击穿电压VBR=V RWM /0.853、最⼤箝位电压VC应低于被保护电路所允许的最⼤承受电压。

Vc(MAX)=1.30×V(BR)如果超过就保护不了了。

下⾯的有交流的选择，⾃⼰要看从以上过程可以看出，在选择TVS⼆极管时，必须注意以下⼏个参数的选择：1. 最⼩击穿电压VBR和击穿电流I R。

TVS管的击穿电压VBR应根据线路最⾼⼯作电压Vmax来选择。

VBRmin>=1.2Vmax,或VRWM（反向⼯作电压）>=1.1Vmax，交流Vmax=1.414Vac，直流Vmax=VdcVBR是TVS最⼩的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会发⽣雪崩的。

当TVS 流过规定的1mA电流(I R)时，加于TVS两极的电压为其最⼩击穿电压V BR。

为了满⾜IEC61000-4-2国际标准，TVS⼆极管必须达到可以处理最⼩8kV(接触)和15kV(空⽓)的ESD 冲击，有的半导体⽣产⼚商在⾃⼰的产品上使⽤了更⾼的抗冲击标准。

3. 最⼤箝位电压V C和最⼤峰值脉冲电流I PP。

当持续时间为20mS的脉冲峰值电流I PP流过TVS时，在其两端出现的最⼤峰值电压为V C。

V C、I PP反映了TVS的浪涌抑制能⼒。

V C 与VBR之⽐称为箝位因⼦，⼀般在1.2~1.4之间。

TVS 选用原则

TVS 选用原则TVS 作为电子系统的保护器件，正确的选用是很重要的。

首先应了解电子的工作条件及可能发生的意外的电源的性质，然后按照以下的原则选用适合的 TVS 器件：1 、反向变位电压（ VR ）应等于或略高于电路的正常工作电压。

这样可以确保不因 TVS 的接入而影响电路的正常工作。

注意，在交流电路中，交流工作电压需乘 1.4 倍取其峰值来确定应选用的变位电压。

2 、反向击穿电压（ VB ）不小于电路的最大允许工作电压。

如果在最大允许工作电压下， TVS 进入击穿状态。

将使电路中的漏电流增大，而影响电路的正常工作。

3 、最大箝位电压（ VC ）必须小于电路的最大允许安全电压。

即在箝位电压下，不会损坏电路中的任何元器件。

4 、最大峰值脉冲功率（ PM ）必须大于电路内部或外部可能出现的峰值脉冲功率： > 电路设计者最好对可能出现的意外的电脉冲的性质有所了解。

比如，脉冲的来源，脉冲的波形，脉冲的幅度和时间等。

概述对于任何电子系统，电压或电流的瞬间浪涌都可能使其失效和损坏。

每年全世界由此造成的损失均达数十亿至数佰亿美元。

电子系统的保护器件在元器件生产和应用中都具有十分重要的地位。

意外的电浪涌可能来自电子系统的内部和外部，常见的如电源的开关操作，电感负载的通断，交流线路的拨动，雷击感应电涌，静电放电等等。

TVS （ TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR ）即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 10-12 秒。

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。

TVS管主要特性参数优点和缺点,选型依据及注意事项

TVS管主要特性参数优点和缺点，选型依据及注意事项一．TVS管概述TVS（Transient V oltage Suppressor）瞬态电压抑制器。

当两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10 的负12 次方秒量级的速度，将两极间的高阻抗变为低阻抗，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件。

在浪涌电压作用下，TVS 两极间的电压由额定反向关断电压VWM 上升到击穿电压VBR，而被击穿，随着击穿电流的出现，流过TVS 的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被钳位到预定的最大钳位电压VC 以下，其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS 两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态；TVS 管有单向与双向之分，单向TVS 管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。

二．其主要特性参数1、反向截止电压VRWM 与反向漏电流IR：反向截止电压VRWM 表示TVS 管不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。

2、击穿电压VBR：TVS 管通过规定的测试电流时的电压，这是表示TVS 管导通的标志电压。

3、脉冲峰值电流IPP：TVS 管允许通过的10/1000μs 波的最大峰值电流（8/20μs 波的峰值电流约为其5 倍左右），超过这个电流值就可能造成永久性损坏。

在同一个系列中，击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小，一般是几A～几十A。

4、最大箝位电压VC：TVS 管流过脉冲峰值电流IPP 时两端所呈现的电压。

5、脉冲峰值功率Pm：脉冲峰值功率Pm 是指10/1000μs 波的脉冲峰值电流IPP 与最大箝位电压VC 的乘积，即Pm=IPP*VC；在给定的最大钳位电压下，功耗PM 越大，其浪涌电流承受能力越大，在给定的功耗PM 下，钳位电压越低，其浪涌电流的承受能力越大；另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形，持续时间和环境温度有关：典型的脉冲波形持续时间为1ms，当施加到二极管上的脉冲波形持续时间小于TP，则随着TP 的减小脉冲峰值功率增加；TVS 所能承受的瞬态脉冲式不重复的，如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的累积可能损坏TVS。

TVS选型

TVS选型提到TVS，大部分电子工程师基本都知道是用来端口防护的，防止端口瞬间的电压冲击造成后级电路的损坏。

由于其在电路中的极其重要的地位，但是，针对TVS的选型过程，很多厂家都是直接给推荐电路，直接告诉设计者答案选择哪个器件，却很少对选型过程提供理论计算，大部分的电子工程师针对TVS选型的时候，老人凭经验，新人凭参考，一旦更换厂家或者更换测试条件，就无从下手了，本文就专门解决该问题，让新人老人对TVS选型都能得心应手。

都是限制个电压，为何人家的选型就比我优秀？工作原理TVS（Transient Voltage Suppressors），即瞬态电压抑制器，又称雪崩击穿二极管。

它是采用半导体工艺制成的单个 PN 结或多个 PN 结集成的器件。

TVS 有单向与双向之分，单向 TVS 一般应用于直流供电电路，双向 TVS 应用于电压交变的电路。

如图 1 所示，应用于直流电路时单向 TVS 反向并联于电路中，当电路正常工作时，TVS 处于截止状态（高阻态），不影响电路正常工作。

当电路出现异常过电压并达到TVS（雪崩）击穿电压时，TVS 迅速由高电阻状态突变为低电阻状态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在较低的水平，从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。

当异常过电压消失后，TVS 阻值又恢复为高阻态。

图1 ：TVS工作原理关键参数工欲善其事，必先利其器，要用好TVS，必须先了解其关键的参数。

(1) VRWM截止电压：TVS 的最高工作电压，可连续施加而不引起 TVS 劣化或损坏的最高工作峰值电压或直流峰值电压。

对于交流电压，用最高工作电压有效值表示，在VRWM下，TVS认为是不工作的，即是不导通的。

换一句话，电路的最高工作电压必须小于VRWM，否则将会导致TVS动作导致电路异常。

(2) IR 漏电流：漏电流，也称待机电流。

在规定温度和最高工作电压条件下，流过 TVS 的最大电流。

TVS选型——精选推荐

TVS选型
与保护器件并联使⽤的电压型保护器件，速度快，冲击脉冲功率⾼。

正常⾼阻抗，超过击穿电压后导通将两端电压钳位在VC(即被保护的电压级别）
命名规则SMAJ/BJ/CJ/DJ分别表⽰不同的脉冲功率为400W/600W/1500W/3000W的表贴封装，A单⾏（有标记的是负极要接正极（反接）、CA双向（交流信号,类似485或USB的差分信号），对多线保护⽤阵列。

数据型保护需要考虑低C值，C值太⼤衰减越厉害，当速
率》10MHZ,C<60PF;当速率》100MHZ,C<20PF;
温度影响
⼆、TVS⼆极管的选型应注重以下问题：
根据反向关态电压（等于最⾼正常⼯作电压）来选型,也就是型号的电压
击穿电压也就是开始触发进⼊导通时的电压，低于改值不会雪崩
钳位电压也就是导通后呈现的电压，应⼩于被保护器件的最⼤安全电压
①最⼤箝位电压VC要⼩于电路允许的最⼤安全电压。

VC=KC×VBR (其中KC=1.2~1.4)。

V BR=V⼯作电压*KC，根据V BR选⽤TVS,如⼯作电压5V选⽤SM6T6V8CA
②反向截⽌电压VRWM等于电路的最⼤⼯作电压，⼀般可以选择VRWM等于或者略⼤于电路的最⼤⼯作电压。

③额定的最⼤脉冲功率（TVS⼆极管参数中给出） PM要⼤于最⼤瞬态浪涌功率。

反向关态电压Vwm=VBR*K (其中KBR=0.81或0.85)。

TVS选取原则

在选用瞬态电压抑制二极管(TVS)时，必须考虑电路的具体条件，一般应遵循以下原则：1) 箝位电压Vc(MAX)不大于电路的最大允许安全电压。

2) 最大反向工作电压(变位电压)VRWM不低于电路的最大工作电压，一般可以选VRWM等于或略高于电路最大工作电压。

3) 额定的最大脉冲功率，必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。

下面是TVS在电路应用中的典型例子:TVS用于交流电路图2-1是一个双向TVS在交流电路中的应用，可以有效地抑制电网带来的过载脉冲，从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。

TVS的箝位电压不大于电路的最大允许电压。

图2-2所示是用单向TVS并联于整流管旁侧，以保护整流管不被瞬时脉冲击穿。

选用TVS必须是和整流管相匹配。

图2-3所示电路中，单向TVS1和TVS2反接并联于电源变压器输出端或选用一个双向TVS，用以保护整流电路及负载中的元器件。

TVS3保护整流以后的线路元件。

如电源变压器输出端电压为36伏时一般TVS1和TVS2的工作电压VR应根据36×√2来选择，其它参数依据电路中的具体条件而下。

TVS用于直流电路图2-4所示TVS并联于输出端，可有效地保护控制系统。

TVS的反向工作电压应等于或略高于直流供电电压，其它参数根据电路的具体条件而定。

图2-5所示为两个单向TVS连接在电源线路中，用以防止直流电源反接或电源通、断时产生的瞬时脉冲使集成电路损坏。

当电路连接有感性负载，如电机、断电器线圈、螺线管时，会产生很高的瞬时脉冲电压。

图2-6中的TVS可以保护晶体管及逻辑电路，从而省去了较复杂的电阻/电容保护网络。

图2-7电路中TVS起保护和电压限制的作用。

直流电中选用举例整机直流工作电压12V，最大允许安全电压25V（峰值），浪涌源的阻抗50MΩ，其干扰波形为方波，TP=1MS ，最大峰值电流50A。

选择：1) 先从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为13V，则击穿电压V(BR) =VRWM /0.85=15.3V；2) 从击穿电压值选取最大箝位电压Vc(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V，取Vc=20V；3) 再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率：PPR=VC×IP=20×50=1000W；4) 计算折合为TP=1MS指数波的峰值功率，折合系数K1=1.4；PPR=1000W÷1.4=715W。

选择TVS二极管需要考虑的10个注意事项

选择TVS二极管需要考虑的10个注意事项TVS二极管是一种限压保护器件。

TVS二极管有轴向引线、贴片式和模块等封装形式。

如果被保护器件遭遇一个瞬时过压脉冲，TVS二极管就立即从高阻抗降至导通状态，把瞬态大电流排泄到接地端，保护线路中的敏感精密元器件。

选择TVS时，需要考虑的10个注意事项：（1）评估使用环境，如果TVS二极管需要经受来自两个方向的浪涌电压（尖峰脉冲电压），就采用双向管子（BidirectionalTVSDiode），否则选用单极性的单向TVS二极管（UnidirectionalTVSDevice）。

（2）TVS二极管Vc值应低于被保护元件的电压。

Vc是二极管截止状态的电压值，即ESD冲击状态时通过TVS的电压。

需要注意的是，Vc不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则被保护器件面临被损坏的危险。

（3）正常工作状态下，TVS二极管处于VR以下，不要处于击穿状态。

（4）如果确定了浪涌电流IPP，就能够通过VCIpp来确定功率。

如果无法确定IPP的大致范围，就选用功率大些的TVS二极管。

在给定的箝位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流的承受能力越大；在给定功耗PM下，箝位电压VC越低，其浪涌电流的承受能力越大。

另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。

（5）TVS二极管所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01%。

如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，不然有可能损坏TVS。

（6）保护小电流负载时，可在线路中增加限流电阻，只要限流电阻阻值适当，一般不会影响线路的正常工作。

pIYBAF_n7LSAcO_2AADTcXNnTXA980.png（7）TVS二极管的电容量在特定1MHz频率下测得，由TVS的雪崩结截面决定。

由于该电容量的大小与TVS的电流承受能力成正比，太大的话会引发信号衰减。

因此，电容量（C值）是数据接口电路选用TVS的重要参数。