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TVS瞬態(tài)電壓抑制器。當(dāng)兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，能以 10 的負(fù) 12 次方秒量級(jí)的速度，將兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件。在浪涌電壓作用下，TVS 兩極間的電壓由額定反向關(guān)斷電壓 VWM 上升到擊穿電壓 VBR，而被擊穿，隨著擊穿電流的出現(xiàn)，流過 TVS 的電流將達(dá)到峰值脈沖電流 IPP，同時(shí)在其兩端的電壓被鉗位到預(yù)定的最大鉗位電壓 VC 以下，其后，隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，TVS 兩極間的電壓也不斷下降，最后恢復(fù)到初態(tài)；TVS 管有單向與雙向之分，單向 TVS 管的特性與穩(wěn)壓二極管相似，雙向 TVS管的特性相當(dāng)于兩個(gè)穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)。

一、其主要特性參數(shù)

1、反向截止電壓 VRWM 與反向漏電流 IR：反向截止電壓 VRWM 表示 TVS 管不導(dǎo)通的最高電壓，在這個(gè)電壓下只有很小的反向漏電流 IR。

2、擊穿電壓 VBR：TVS 管通過規(guī)定的測(cè)試電流時(shí)的電壓，這是表示 TVS 管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓。

3、脈沖峰值電流 IPP：TVS 管允許通過的 10/1000μs 波的最大峰值電流（8/20μs 波的峰值電流約為其 5 倍左右），超過這個(gè)電流值就可能造成永久性損壞。在同一個(gè)系列中，擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小，一般是幾 A～幾十 A。

4、最大箝位電壓 VC：TVS 管流過脈沖峰值電流 IPP 時(shí)兩端所呈現(xiàn)的電壓。

5、脈沖峰值功率 Pm： 脈沖峰值功率 Pm 是指 10/1000μs 波的脈沖峰值電流 IPP 與最大箝位電壓 VC 的乘積，即 Pm=IPP*VC；在給定的最大鉗位電壓下， 功耗 PM 越大，其浪涌電流承受能力越大，在給定的功耗 PM 下，鉗位電壓越 低，其浪涌電流的承受能力越大；另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形，持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)：典型的脈沖波形持續(xù)時(shí)間為 1ms，當(dāng)施加到二極管上的脈沖波形持續(xù)時(shí)間小于 TP，則隨著 TP 的減小脈沖峰值功率增加；TVS 所能承受的瞬態(tài)脈沖式不重復(fù)的，如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的累積可能損壞 TVS。

6、穩(wěn)態(tài)功率 P0：TVS 管也可以作穩(wěn)壓二極管用，這時(shí)要使用穩(wěn)態(tài)功。

7、極間電容 Cj：與壓敏電阻一樣，TVS 管的極間電容 Cj 也較大，且單向的比雙向的大，功率越大的電容也越大，極間電容會(huì)影響 TVS 的響應(yīng)時(shí)間。

8、峰值電流波形：A、正弦半波 B、矩形波 C 、標(biāo)準(zhǔn)波（指數(shù)波形） D、三角波 TVS 峰值電流的試驗(yàn)波形采用標(biāo)準(zhǔn)波（指數(shù)波形），由 TR/TP 決定。 峰值電流上升時(shí)間 TR: 電流從 0.1IPP 開始達(dá)到 0.9 IPP 的時(shí)間。 半峰值電流時(shí)間 TP：電流從零開始通過最大峰值后，下降到 0.5IPP 值的時(shí)間。 下面列出典型試驗(yàn)波形的 TR/TP 值： EMP 波：10ns /1000ns 閃電波：8μs /20μs 標(biāo)準(zhǔn)波：10μs /1000μs

二、優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快（為 ns 級(jí)）、瞬態(tài)功率大、漏電流低；其 10/1000μs 波脈沖功率從 400W～30KW，脈沖峰值電流從 0、52A～544A；擊穿電壓有從 6、8V～550V 的系列值，便于各種不同電壓的電路使用。

缺點(diǎn)：耐浪涌沖擊能力較放電管和壓敏電阻差； 穩(wěn)壓二極管：反應(yīng)較慢；一般用于電壓精度要求高的地方（一般較?。览擞?，擊穿電壓精準(zhǔn)，各壓值檔都有；齊納擊穿； 壓敏電阻：與穩(wěn)壓二極管相似，但不可恢復(fù)。

三、選型依據(jù)及注意事項(xiàng)：

1、TVS 的最大反向鉗位電壓 VC 應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓；

2、TVS 的額定反向關(guān)斷電壓 VWM 要大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓， 若選用的 VWM 太低，器件可能進(jìn)入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作；

3、交流電壓只能用雙向 TVS；

4、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，TVS 的最大峰值脈沖功率 PM 必須大于被保護(hù)電路可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率，在確定了最大鉗位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流；

5、結(jié)電容是影響 TVS 在高速線路中使用的關(guān)鍵因素，在這種情況下，一般用一個(gè) TVS 管和一個(gè)快恢復(fù)二極管以背對(duì)背的方式連接，由于快恢復(fù)二極管有較小的結(jié)電容，因而二者串聯(lián)的等小電容也較小，可以滿足高頻使用的要求；

6、需要考慮降額使用的應(yīng)用； 應(yīng)用場(chǎng)合：功率開關(guān)電路；整流二極管（與之同向）；電源變壓器；防直流電源反接或電源通斷時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖；抑制電機(jī)，斷電器線圈，螺線管等感性負(fù)載產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖電壓；控制系統(tǒng)的輸入輸出端。

使用注意事項(xiàng)：

1、對(duì)瞬變電壓的吸收功率峰值與瞬變電壓脈沖寬度間的關(guān)系，手冊(cè)給的只是特 定脈寬下的吸收功率峰值，實(shí)際線路中的脈沖寬度則變化莫測(cè)，事前要有估計(jì)，對(duì)寬脈沖應(yīng)降額使用；

2、對(duì)小電流負(fù)載的保護(hù)，可有意識(shí)地在電路中增加限流電阻，只要限流電阻的 阻值合適，不會(huì)影響線路的正常工作，但限流電阻對(duì)干擾所產(chǎn)生的電流卻會(huì)大大減小，這就有可能選用峰值功率較小的 TVS 管來對(duì)小電流負(fù)載電路進(jìn)行保護(hù)；

3、對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的瞬變電壓的抑制，要注意 TVS 管的穩(wěn)態(tài)平均功率是否在安全范圍之內(nèi)；

4、環(huán)境溫度升高時(shí)要降額使用，TVS 管的引線長(zhǎng)短，它與被保護(hù)線路的相對(duì)距離。

四、應(yīng)用舉例

直流電路中選用舉例： 整機(jī)直流工作電壓 12V，最大允許安全電壓 25V（峰值），浪涌源的阻抗 50MΩ，其干擾波形為方波，TP=1ms，最大峰值電流 50A。 選擇：

1、先從工作電壓 12V 選取最大反向工作電壓 VRWM 為 13V，則擊穿電壓為 V（BR）=VRWM/0.85=15.3V；

2、從擊穿電壓值選取最大箝位電壓 VC（MAX）=1.30×V(BR)=19.89V，取 VC=20V；

3、再從箝位電壓 VC 和最在峰值電流 IP 計(jì)算出方波脈沖峰值功率： PPR=VC×IP=20×50=1000W

4、計(jì)算折合為 TP=1MS 指數(shù)波的峰值功率，折合系數(shù) K1=1.4， PPR=1000W÷1.4=715W 交流電路選用舉例： 直流線路采用單向瞬變電壓抑制二極管，交流則必須采用雙向瞬變電壓抑制二極管。交流是電網(wǎng)電壓，這里產(chǎn)生的瞬變電壓是隨機(jī)的，有時(shí)還遇到雷擊（雷電感應(yīng)產(chǎn)生的瞬變電壓）所以很難定量估算出瞬時(shí)脈沖功率 PPR。但是對(duì)最大反向工作電壓必須有正確的選取。一般原則是交流電壓乘 1.4 倍來選取 TVS 管的最大反向工作電壓。直流電壓則按 1.1—1.2 倍來選取 TVS 管的最大反向工作電壓VRWM。

有擴(kuò)大電流輸出晶體管的直流穩(wěn)壓電源，在其穩(wěn)壓輸出端加上瞬變電壓抑制二極管，可以保護(hù)使用該電源的儀器設(shè)備，同時(shí)還可圖中是一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，并有擴(kuò)大電流輸出的晶體管，在其穩(wěn)壓輸出端加上瞬；

變電壓抑制二極管，可以保護(hù)使用該電源的儀器設(shè)備，同時(shí)還可以吸收電路中的集電極到發(fā)射極間的峰值電壓，保護(hù)晶體管，建議在每個(gè)穩(wěn)壓電源輸出端加一個(gè)TVS 管，可以大幅度提高整機(jī)應(yīng)用的可靠性；

還有用 TVS 保護(hù)晶體管，集成電路，可控硅，功率 MOS 管（在柵源之間加上 瞬變電壓抑制二極管，可防止柵極擊穿），繼電器等； 繼電器的觸點(diǎn)往往用大電流去開關(guān)電動(dòng)機(jī)等大電流電感負(fù)載，而電感在開關(guān)時(shí)有很高的反電勢(shì)，而且有較大的能量，往往把觸點(diǎn)燒壞或擊穿產(chǎn)生電弧等，必須對(duì)觸點(diǎn)采取保護(hù)，抑制電弧的產(chǎn)生，以保護(hù)繼電器。但是這種電弧產(chǎn)生的浪涌電流很大，過去采用電容或者用電容串聯(lián)電阻、二極管、二極管串聯(lián)電阻等抑制方案，現(xiàn)在采用瞬變電壓抑制二極管方案效果更好。

審核編輯 黃昊宇