什么是TVS管?
TVS(Transient Voltage Suppressors),即瞬態電壓抑制器,也被稱為雪崩擊穿二極管,是一種二極管形式的高效能保護器件,常用來防止端口瞬間的電壓沖擊造成后級電路的損壞。
TVS 有單向與雙向之分,單向 TVS 一般應用于直流供電電路,雙向 TVS 應用于電壓交變的電路。當電路正常工作時,TVS 處于截止狀態(高阻態);當電路出現異常過電壓并達到TVS(雪崩)擊穿電壓時,TVS 迅速由高電阻狀態突變為低電阻狀態,泄放由異常過電壓導致的瞬時過電流到地,同時把異常過電壓鉗制在較低的水平,從而保護后級電路免遭異常過電壓的損壞。當異常過電壓消失后,TVS 阻值又恢復為高阻態。
TVS管使用場景
TVS管應用于瞬態電壓的抑制,與受保護器件并聯。正常情況下呈現高阻狀態,當瞬間電壓超過其擊穿電壓時,TVS管就提供低阻抗的路徑予瞬間電流;受保護器件兩端的電壓被限制在TVS管兩端的箝制電壓,過壓消失后TVS管又恢復到高阻抗狀態。
TVS管工作原理圖
TVS管主要參數:
????TVS管主要參數是:?擊穿電壓VBR、最大反向脈沖峰值電流IPP、最大反向工作電壓VRWM、箝位電位VC、漏電流IR、固有電容CJ、反向脈沖峰值功率PR
?擊穿電壓VBR:
器件在發生擊穿的區域內,在規定的試驗電流IBR下,測得器件兩端的電壓稱為擊穿電壓,在此區域內,二極管成為低阻抗的通路。
?最大反向脈沖峰值電流IPP:
????在反向工作時,在規定的脈沖條件下,器件允許通過的最大脈沖峰值電流。IPP與最大箝位電壓VC的乘積,就是瞬態脈沖功率的最大值。
?固有電容CJ:
???TVS管的電容由硅片的面積和偏置電壓來決定,電容在零偏置情況下,隨著偏置電壓的增加,該電容呈下降趨勢,電容大小會影響TVS管響應時間。
單向TVS管伏安特性曲線:
單向TVS管伏安特性曲線
雙向TVS管伏安特性曲線:
雙向TVS管伏安特性曲線
應用要點:
????TVS管的最大反向箝位電壓VC應小于被保護電路的損壞電壓,對交流信號要選擇雙向TVS管元件。TVS管的最大峰值脈沖功率必須大于被保護電路可能出現的峰值脈沖功率。TVS管的最在反向工作電壓VRWM必須大于被保護電路的最大工作電壓,TVS管應用于高速信號保護時,要充分考慮結電容對高速信號的影響。TVS管應用于功率開關電路、整流二極管、電源變壓器、防直流電源反接或者電源通斷時產生的瞬時脈沖、抑制電機、斷電器線圈、螺絲管等感性線圈負載產生的瞬時脈沖電壓場合時,要降額使用。
選型注意事項:
瞬態脈沖功率的最大值需根據實際應用場景,做降額使用。對小電流負載的保護,可有意識地在電路中增加限流電阻,衰減干擾電流,這樣有可能選用峰值功率較小的TVS管來對小電流負載進行保護。對重復出現的瞬變電壓的抑制,要注意TVS管的穩態平均功率是否在安全范圍之內。環境溫度升高時要降額使用,TVS管的引線要短而粗、靠近被保護的線路或器件。