TVS二极管选型

关于TVS二极管选型这个话题，这已经是第N次来科普了，一碗免费的鸡汤拿去喝，不用谢：

TVS二极管选型指南

1）要确定被保护电路中的最大直流或连续工作电压，电路的额定标准电压和“高端”容限；

2）TVS管的额定瞬态功率要大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率；

3）TVS管的截止电压要大于被保护电路的最高工作电压；

4）TVS管的最大钳位电压要小于后级被保护电路中的损坏电压；

5）确定好TVS管最大箝位电压后，其峰值脉冲电流要大于瞬态浪涌电流；

6）对于数据接口的电路保护，还需注意选取具有合适电容的TVS二极管。比如：当信号频率或传输速率较高时,应选用低电容系列的TVS管；

TVS工作原理

TVS二极管选型事项

1）规格书手册给的只是特定脉宽下的吸收功率峰值，而实际电路中的脉冲宽度是变化不定，心里要有个数，对宽脉冲要降额应用；

2）对于小电流负载电路的保护，要有意识地增加限流电阻；

3）要注意TVS二极管的稳态平均功率是否在安全范围之中；

4）要考虑温度变化，正常而言，瞬态抑制二极管在-55°C到150°C之间工作，电路中温度比较高的情况下要降额应用；

5）TVS瞬态抑制二极管的引线长短，要与被保护线路相对。

6）针对数据接口或通信线路中的防护，要尽可能选取电容值比较小的TVS二极管。

7）直流保护电路大多选单向TVS管，交流保护电路大多选双向TVS管、多路保护电路选TVS阵列器件，大功率保护电路选专用保护模块。

8）在使用TVS管过程中，考虑到TVS的离散性，尽量减少串/并数量。

TVS瞬态抑制二极管

  1、要确定被保护电路中的最大直流或连续工作电压，电路的额定标准电压和“高端”容限；

2、TVS二极管的额定瞬态功率要大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率；

3、TVS二极管的截止电压要大于被保护电路的最高工作电压；

4、TVS二极管的最大钳位电压要小于后级被保护电路中的损坏电压；

5、确定好TVS管最大箝位电压后，其峰值脉冲电流要大于瞬态浪涌电流；

6、对于数据接口的电路保护，还需注意选取具有合适电容的TVS二极管。比如：当信号频率或传输速率较高时,应选用低电容系列的TVS管；

主要为以上6点

参考资料：www.szchenda.com

TVS管TVS( TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR )中文叫瞬时抑态二极管，它能以10-12秒量级的速度，吸收高达数千瓦的浪涌功率。说白了就是一种保护电路的二极管。它有几千种型号供选择。

怎么从中选择适合自己的型号呢？

首先要弄懂这几个参数概念：

Reverse Stand-Off Voltage （反向关断或隔离电压）Vrwm：指TVS不动作的电压，瞬态电压高于关断电压时，TVS将开始动作；

Reverse Breakdown Voltage (反向击穿电压)Vbr：TVS完全开始动作时的电压；

Clamping Voltage （钳位电压）Vc：TVS动作后，稳定的电压；

Junction Capacitance （结电容）：高频信号电路中，应选低结电容的TVS管。极间电容会影响TVS的响应时间。

通常情况下，关断电压和击穿电压分别取需要保护工作电路电压的1.1倍和1.2倍。这个是TVS选型的时候，很关键的一个地方。交流电压只能用双向TVS。

直流电路中选用举例： 

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

1、先从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为13V，则击穿电压为 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计算出方波脉冲峰值功率： 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 交流电路选用举例： 

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PPR。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VRWM

TVS保护直流稳压电源实例： 

图中是一个直流稳压电源，并有扩大电流输出的晶体管，在其稳压输出端加上瞬变电压抑制二极管，可以保护使用该电源的仪器设备，同时还可以吸收电路中的

集电极到发射极间的峰值电压，保护晶体管，建议在每个稳压电源输出端加一个TVS管，可以大幅度提高整机应用的可靠性； 

还有用TVS保护晶体管，集成电路，可控硅，功率MOS管（在栅源之间加上瞬变电压抑制二极管，可防止栅极击穿），继电器等； 

继电器的触点往往用大电流去开关电动机等大电流电感负载，而电感在开关时有很高的反电势，而且有较大的能量，往往把触点烧坏或击穿产生电弧等，必须对触点采取保护，抑制电弧的产生，以保护继电器。但是这种电弧产生的浪涌电流很大，过去采用电容或者用电容串 联电阻、二极管、二极管串联电阻等抑制方案，现在采用瞬变电压抑制二极管方案效果更好。 

公司产品应用实例：CPU200系列中应用 

肖特基势垒二极管BAT54：正向导通电流小mA级，反向电压耐压25V，反向漏电流2uA，结电容10pF（1.0MHz，反向电压1V情况下），环境温度越高，正向导通电流越小，反向漏电流越大；用在各个芯片的电源引脚和外部供电电源之间，或者两个转换电源信号如VCC33V和VCCCARD之间； 

瞬态电压抑制二极管： 

1、MMBZ5V6ALT（两个单向的二极管并联，不是双向二极管）：VWM=3V，VBR=5.6V，VC=8V，IPP=3A，24 W的峰值功率，用于保护三极管的BE极； 2、SM15T6V8A：脉冲峰值功率1500W，VRM=5.8V，VBR=6.8V，VC=10.5V，IPP=143A，用于保护接插件相连的器件； 

3、P6SMB200AT3：VWM=171V，VBR=200V，VC=274V，IPP=2.2A，600W的脉冲峰值功率，用于继电器输出类型的电源变压器的一次绕组。

---