0905 TVS二极管的主要参数与选型【待图片完善】；瞬态电压抑制二极管（Transient voltage suppression diode）

TVS二极管的主要参数--转载瞬态电压抑制二极管（Transient voltage suppression diode）

https://www.dianyuan.com/upload/community/2014/08/06/1407334569-42280.pdf

http://www.vishay.com/docs/49170/49170.pdf

http://www.learnabout-electronics.org/Semiconductors/thyristors_66.php

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。

http://www.nscn.com.cn/TVS.html

https://wenku.baidu.com/view/70bbbdc408a1284ac850436a.html

图6.6.6瞬态电压抑制

瞬态电压抑制（TVS）二极管。在控制的情况下使用的SSR可以是易于破坏由突然和短暂的（即瞬态）的电压尖峰，这可以由外部事件诸如引起引起的反电动势的脉冲切换感性负载时; 也远程雷电放电和其它电磁或静电放电是高风险发生用于半导体器件。这种电压尖峰的持续时间可以非常短，但可以是几百或几千伏的幅度，和虽然他们创建当前可以非常小，由这样的电压应力可以在固态继电器中使用的半导体器件造成总故障。减少这些危险事件的一个方式是使用连接与敏感设备并联的瞬变电压抑制器（TVS）二极管，如光耦合器，如图。6.6.5。

图6.6.6示出了TVS二极管的作用，并示出了叠加在TVS二极管特性的正弦波输出。双向TVS二极管的工作原理，而像两个背对背齐纳二极管，其中，高于某反向电压，则发生电流击穿和二极管导通重。作为这种情况下的TVS二极管是双向的，击穿发生在正向和反向的条件。

在使用中，TVS二极管必须具有比较高的击穿电压的AC波的峰值电压，它是1.414 x垂直RMS因此TVS二极管的击穿电压比正弦波的RMS电压高约1.5倍的正常使用。电压尖峰超过该限制使得二极管在很大程度上进行，限制了其电压施加到所述二极管的击穿电压。齐纳和TVS二极管之间的一个显着区别是，TVS二极管具有一个更坚固的结面积，在秒杀活动，以应付突如其来的大电流浪涌。一旦尖峰结束然而，二极管停止导通（除了一个小的反向漏电流），并且具有在输出波直到发生任何进一步的尖峰没有进一步的影响。TVS二极管是还在于：也可以在光耦合器的输入侧在使用DC输入，如果有存在的尖峰的高风险的SSR可以使用单个定向类型可用。

处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法是将瞬时电流从敏感器件引开。TVS二极管在线路板上与被保护线路并联，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS二极管便发生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流通过二极管被引开，避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管自动恢复高阻状态，整个回路进入正常电压。许多器件在承受多次冲击后，其参数及性能会发生退化，而只要工作在限定范围内，二极管将不会发生损坏或退化。

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IR。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(IR)时，加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说，VWM=0.85VBR；对于10%的VBR来说，VWM=0.81VBR。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。对于某些有特殊要求的便携设备应用，设计者可以按需要挑选器件。

2. 最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM这是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。

3. 最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC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. Pppm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PM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PM越大，其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗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。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。

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

从手册中可查到1N6147A其中PPR=1500W，变位电压VRWM=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IP=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。

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：

在进线的220V~处加TVS管抑制220V~交流电网中尖峰干扰。
在变压器进线加上干扰滤波器，滤除小尖峰干扰。
在变压输出端V~=20V处又加上TVS管，再一次抑制干扰。
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VRWM=220V~×1.4=308V左右
双向TVS管D2的VRWM=20V~×1.4=28V左右
单向TVS管D3的VRWM=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。
      从失效统计概率可知：微机系统产生100次故障，其中90次来自电源，10次是微机本身，可见电源的可靠性最重要，要提高整机可靠性，首先应提高电源的可靠性。

0905 TVS二极管的主要参数与选型【待图片完善】；瞬态电压抑制二极管（Transient voltage suppression diode）相关推荐

TVS瞬态电压抑制二极管（钳位二极管）原理参数
瞬态电压抑制二极管(TVS)又叫钳位二极管,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 ...
硬件持之以恒-04-TVS瞬态电压抑制二极管（钳位二极管）原理参数
瞬态电压抑制二极管(TVS)又叫钳位二极管,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 ...
TVS瞬态电压抑制二极管，用什么替代比较好？
稳压二极管是否能够替代瞬态电压抑制TVS二极管? 快恢复二极管可以替代瞬态电压抑制TVS二极管? 瞬态抑制二极管用什么替代好呢? 威世(VISHAY)SM8S30ATHE3/I瞬态抑制二极管国产替代的 ...
瞬态电压抑制二极管(TVS)选用原则
瞬态电压抑制二极管(TVS)选用原则时间:2007-04-09 来源: 作者: 点击:6177 字体大小:[大中小] - 在选用瞬态电压抑制二极管(TVS)时,必须考虑电路的具体 ...
各种二极管的区别（TVS管/瞬态电压抑制二极管/稳压二极管/普通硅二极管/肖特基二极管/快恢复二极管/应用电路)
各种二极管的区别 TVS管: TVS管超过它的耐压值后,会瞬间导通短路,反应速度在ns级, 而稳压管是稳压作用的,超过它的稳压值,只要功率不超过它的耐受值,就会稳定在它的稳压值范围内. TVS是瞬态抑 ...
TVS瞬态电压抑制二极管原理
TVS瞬态电压抑制二极管原理应用特性瞬态抑制二极管(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 ...
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 ...
瞬态电压抑制二极管的选用原则
瞬态电压抑制二极管的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 ...
瞬态电压抑制二极管的使用指导
瞬态电压抑制二极管TVS(Transient Voltage Suppressor),是一种具有双向稳压特性和双向负阻特性的过压保护器件,类似于压敏电阻器.它应用于各种交流及直流电源电路中,用来抑制瞬 ...

0905 TVS二极管的主要参数与选型【待图片完善】；瞬态电压抑制二极管（Transient voltage suppression diode）

图6.6.6瞬态电压抑制

0905 TVS二极管的主要参数与选型【待图片完善】；瞬态电压抑制二极管（Transient voltage suppression diode）相关推荐

最新文章

热门文章