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TVS管的工作原理与选型

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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>1.1Vmax

2、反向击穿电压VBR=V RWM /0.85

3、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=Vdc

VBR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。VC是⼆极管在截⽌状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能⼤于被保护回路的可承受极限电压，否则器件⾯临被损伤的危险。4. P ppm额定脉冲功率，这是基于最⼤截⽌电压和此时的峰值脉冲电流。对于⼿持设备，⼀般来说500W的TVS就⾜够了。最⼤峰值脉冲功耗P M是TVS能承受的最⼤峰值脉冲功耗值。在给定的最⼤箝位电压下，功耗P M越⼤，其浪涌电流的承受能⼒越⼤。在给定的功耗P M下，箝位电压V C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。⽽且，TVS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，有可能损坏TVS。

5. 电容量C。电容量C是由TVS雪崩结截⾯决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。C的⼤⼩与TVS的电流承受能⼒成正⽐，C太⼤将使信号衰减。因此，C是数据接⼝电路选⽤TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越⾼的回路，⼆极管的电容对电路的⼲扰越⼤，形成噪声或衰减信号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。⾼频回路⼀般选择电容应尽量⼩(如LCTVS、低电容TVS，电容不⼤于3pF)，⽽对电容要求不⾼的回路电容选择可⾼于40pF。

注：TVS的选型

最⼤箝位电压VC要⼩于电路允许的最⼤安全电压。

截⽌电压VRWM⼤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。

额定的最⼤脉冲功率（TVS参数中给出）PM要⼤于最⼤瞬态浪涌功率。

直流电中选⽤举例：

待保护电路直流⼯作电压12V，浪涌源的阻抗50MΩ，其⼲扰波形为⽅波，T P=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V RWM为13V，则击穿电压：V(BR) =V RWM /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：

P PR=V C×I P=20×50=1000W

从⼿册中可查到1N6147A其中P PR=1500W，变位电压V RWM=12.2V，击穿电压V(BR)=15.2V，最⼤箝位电压Vc=22.3V，最⼤浪涌电流I P=67.3A。可满⾜上述设计要求，⽽且留有⼀倍的余量，不论⽅波还是指数波都适⽤。

交流电路应⽤举例：

直流线路采⽤单向瞬变电压抑制⼆极管，交流则必须采⽤双向瞬变电压抑制⼆极管。交流是电⽹电压，这⾥产⽣的瞬变电压是随机的，有时还遇到雷击（雷电感应产⽣的瞬变电压）所以很难定量估算出瞬时脉冲功率P PR。但是对最⼤反向⼯作电压必须有正确的选取。⼀般原则是交流电压乘1.4倍来选取TVS管的最⼤反向⼯作电压。直流电压则按1.1—1.2倍来选取TVS管的最⼤反向⼯作电压V RWM。

图2-8给出了⼀个微机电源采⽤TVS作线路保护的原理图，由图可见：1.在进线的220V~处加TVS管抑制220V~交流电⽹中尖峰⼲扰。

2.在变压器进线加上⼲扰滤波器，滤除⼩尖峰⼲扰。

3.在变压输出端V~=20V处⼜加上TVS管，再⼀次抑制⼲扰。

4.到了直流10V输出时还加上TVS管抑制⼲扰。

其中：双向TVS管D1的V RWM=220V~×1.4=308V左右

双向TVS管D2的V RWM=20V~×1.4=28V左右

单向TVS管D3的V RWM=10V~×1.2=12V左右

经过如上四次抑制，变成所谓的“净化电源”，还可以加上其它措施，更有效地抑制⼲扰，防⽌⼲扰进⼊计算机的CPU及存贮器中，从⽽提⾼微机系统的应⽤可靠性。

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tvs管的功率计算与选型总结

tvs管的功率计算与选型总结

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工作原理及选型要点

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，

TVS管的应用原理参数及选型

TVS管的应用原理参数及选型

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。

TVS管的应用原理参数及选型 2

TVS管的应用原理参数及选型 2

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。