TVS二极管的选型和应用测试计算实例0

tvs管的功率计算与选型总结
TVS管（瞬态电压抑制二极管）是一种电子元件，用于保护电路免受瞬态电压浪涌的危害。

以下是TVS管功率计算与选型的一些关键因素：
1. 峰值电流：TVS管可以处理的峰值电流取决于其最大箝位电压和脉冲峰值功率。

脉冲峰值功率是最大箝位电压与脉冲峰值电流的乘积。

在给定的最大箝位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流承受能力越大。

在给定的功耗PM 下，箝位电压越低，其浪涌电流的承受能力越大。

2. 最大反向工作电压：这是TVS管可以承受的最大反向电压。

在选择TVS
管时，需要根据应用场景的电压范围来选择合适的最大反向工作电压。

3. 折合为TP=1ms指数波的峰值功率：这是计算TVS管峰值功率的一种方式，其中TP是脉冲宽度，K1是折合系数。

根据不同的脉冲波形，折合系数会有所不同。

4. 保护电路：TVS管可以用于保护电路免受瞬态电压浪涌的危害。

在电路中，可以将TVS管并联在需要保护的设备上，以吸收瞬态电压，从而保护设备
不受损坏。

5. 选型建议：在选择TVS管时，需要根据具体的应用场景和电路参数来选
择合适的型号。

建议选择知名品牌和可靠的供应商，以保证TVS管的质量
和性能。

总之，正确地计算TVS管的功率和选择合适的型号是保证电路安全的关键
因素。

在进行电子系统设计时，应充分考虑TVS管的性能参数和应用场景，以确保所选的TVS管能够有效地保护电路免受瞬态电压浪涌的危害。

TVS管的应用原理参数及选型TVS（Transient Voltage Suppressor）是一种主要用于电子设备中保护电路的二极管，它能够提供有效的瞬态过电压保护，防止电路受到过电压的损害。

TVS管的应用原理、参数及选型如下：一、应用原理：TVS管的工作原理基于Zener电压稳压器的原理。

当TVS管处于正常工作状态时，它会维持一个较低的反向电压，发生瞬态过电压时，TVS管会迅速引导大量的电流，将过电压降低到一个安全范围的电压。

同时，TVS管具有非线性I-V特性，其电阻随电压的变化而变化，能够有效消耗过电压产生的能量。

二、参数：1.最大电压（Vc）：TVS管能够承受的最大峰值电压。

选用时应确保过电压不会达到此值。

2.工作电压（Vr）：TVS管的额定电压。

当达到此电压时，TVS管开始起作用。

3.额定功率（Pd）：TVS管能够持续耗散的功率。

过大的功率会使TVS管过热，降低其寿命。

4. 顶端耐受电流（Itsm）：TVS管能够瞬时承受的峰值电流。

当过电压发生时，TVS管必须能够承受此电流。

5.电容（Cj）：TVS管的电容特性。

电容越小，TVS管对高频干扰的反应越快。

三、选型：1.根据电路的工作电压确定TVS管的额定电压（Vr）。

额定电压应略大于电路工作电压。

2.根据可能发生的过电压确定TVS管的最大电压（Vc）。

最大电压应大于最大预期过电压。

3.根据电路的功率确定TVS管的额定功率（Pd）。

额定功率应满足电路的需求。

4. 根据过电压产生的峰值电流确定TVS管的顶端耐受电流（Itsm）。

Itsm应大于或等于过电压产生的峰值电流。

5.根据电路的抗干扰能力确定TVS管的电容（Cj）。

电容越小，对干扰的反应越快。

值得注意的是，TVS管的参数选型应根据实际应用情况综合考虑。

不同应用场景下，TVS管的参数需求会有所不同，例如工频电源线路、数据线路、汽车电子等，都会有各自的特殊要求。

总之，TVS管作为一种重要的瞬态过电压保护器件，在电子设备中扮演着关键的角色。

TVS管的应用原理参数及选型TVS管（Transient Voltage Suppressor）是一种用来保护电子设备免受过电压损害的器件，它能够在超过其额定电压时提供一个较低的电阻来吸收过流。

本文将介绍TVS管的应用原理、参数以及选型。

TVS管的主要原理是利用二极管的正向偏置与反向偏置特性，当电压超过其额定电压时，它会变为一个非常低的电阻，限制过电压，从而保护所连接的电路。

TVS管能够在微秒的时间内响应并吸收过电压，避免它传递到保护电路和设备中。

当过电压消失后，TVS管会自动回到高阻态。

1. 额定电压（Rated Voltage）：这是TVS管所能承受的最高电压，通常以伏特（V）为单位。

在选型时，需要根据电路或设备所能承受的最高电压选择合适的额定电压。

2. 额定功率（Rated Power）：这是TVS管所能吸收的最大功率，通常以瓦特（W）为单位。

在选型时，需要根据电路或设备所产生的最高功率来选择合适的额定功率。

3. 额定电流（Rated Current）：这是TVS管所能承受的最大电流，通常以安培（A）为单位。

在选型时，需要根据电路或设备所产生的最高电流来选择合适的额定电流。

4. 推荐功率（Peak Power Dissipation）：这是TVS管能够吸收的瞬态功率峰值，通常以瓦特（W）为单位。

在选型时，需要根据电路或设备所产生的瞬态功率来选择合适的推荐功率。

5. 反向漏电流（Reverse Leakage Current）：这是TVS管在额定电压下的反向电流流过值。

在选型时，需要根据电路或设备所能容许的反向电流来选择合适的反向漏电流。

在选择TVS管时，需要考虑以下因素：1.额定电压：根据电路或设备所能承受的最高电压来选择合适的额定电压。

2.额定功率：根据电路或设备所产生的最高功率来选择合适的额定功率。

3.额定电流：根据电路或设备所产生的最高电流来选择合适的额定电流。

4.推荐功率：根据电路或设备所产生的瞬态功率来选择合适的推荐功率。

TVS二极管应用指南瞬态电压抑制二极管应用指南第一章 TVS器件的特点、电特性和主要电参数一、 TVS器件的特点瞬态（瞬变）电压抑制二级管简称TVS器件，在规定的反向应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压箝制到预定水平，从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。

TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦，其箝位响应时间仅为1ps（10-12S）。

TVS允许的正向浪涌电流在T A＝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，并把电压箝制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。

二、 TVS器件的电特性1、单向TVS的V-I特性如图1-1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V C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。

2、双向TVS的V-I特性如图1-2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≤V(BR)(正)/V（BR）(反)≤1.1，一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压V C就会立刻被抑制掉，双向TVS在交流回路应用十分方便。

三、TVS器件的主要电参数1、击穿电压V(BR)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。

2、最大反向脉冲峰值电流I PP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。

I PP与最大箝位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。

使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率P PR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。

TVS二极管选型优恩半导体（UN）在选用TVS二极管时，必须考虑电路的具体条件，一般应遵循以下原则：一、大箝位电压VC（MAX）不大于电路的最大允许安全电压。

二、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。

三、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：见图2-1，这是一个双向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×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）==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=1000W4、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从手册中可查到1.5KE15A其中PPR=1500W，关断电压VRWM=12.8V，击穿电压V（BR）=14.3～15.8V，最大箝位电压VC=21.2V，最大浪涌电流IP=1500/21.2＝70.7A。

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管的应用原理,参数,命名法则以及选型1. 瞬态抑制二极管简称TVS (Transient Voltage Suppressor )，TVS的电气特性由P-N结面积，参杂浓度及晶片阻质决定的。

其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。

特点：反映速度快(为pS级)，体积小，箝位电压低，可靠性高。

10/1000μs波脉冲功率从400W～30000W，脉冲峰值电流从几安～几百安。

常用的TVS管的击穿电压有从5V到550V的系列值。

且可靠性高，在TVS 管规范之工作范围内，性能可靠，不易劣化，使用寿命长。

原理: TVS用于瞬间突波之抑制，与受保护器件并联。

在正常工作状态下，TVS对受保护线路呈高阻抗状态，当瞬间电压超过其击穿电压时，TVS就提供一个低阻抗的路径予瞬间电流。

使得流向被保护元器件的瞬间电流转而分流到TVS二极管，而受保护元器件两端的电压被限制在TVS两端的箝制电压(Clamping Voltage)。

当这个过压条件消失后，TVS二极管又将恢复到高阻抗状态。

应用：TVS广泛应用于半导体及敏感零件的保护，二级电源和信号电路的保护，以及防静电等。

2. 命名法则TVS管的型号由三部分组成：系列名+电压值+单/双向符号系列名代表不同的峰值脉冲功率和封装形式①SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ表示贴片封装：分别代表的峰值脉冲功率为400W、600W、1500W和3000W；②其它系列名表示同轴引线封装：P4KE为400W、P6KE为600W、1.5KE为1500W，SA为500W、3KP为3000W，其余类推（型号名KP或KPA前面的数字表示kW数）。

系列名后的数字代表击穿电压标称值或反向断态电压值①P4KE、P6KE、1.5KE系列中代表击穿电压标称值（VBR）；②其它系列中代表反向断态电压值（VRWM）。

A表示单向，CA表示双向。

注意：SAC（500W）、LCE （1500W）系列是低电容的TVS管，只有单向，没有双向。

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。

TVS 管性能及选型一．TVS管概述TVS（TransientVoltageSuppressor）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。

瞬态电压抑制二极管(TVS)选用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。