TVS管知识详解

定义：TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。由于它具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点，已广泛应用于各个领域。

 

原理：当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

 

参数：最大反向工作电压VRWM，击穿电压V(BR)，最大钳位电压VC(max)，最大反向脉冲峰值电流Ippm，反向脉冲峰值功率Pppm，电容CPP，漏电流IR。

最大反向工作电压VRWM：指TVS管开始反向导通的工作电压，在TVS管的选型中，TVS管的VRWM要大于电路的正常工作电压，否则将导致TVS管反向导通，产生漏电流，影响电路正常工作。

击穿电压V(BR)：指TVS管反向电击穿的电压，当施加在TVS管上的电压大于V(BR)后，随着电压的增加反向漏电流迅速增大。

最大钳位电压VC(max)：指TVS管反向电击穿后随着电压增加到一确定值后，TVS管两端的电压保持不变，此电压就是TVS管的最大钳位电压。

最大反向脉冲峰值电流Ippm：指TVS管处于钳位状态时，TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值反向电流（8/20μs波的峰值电流约为其5倍左右），在TVS管的选型中必须考虑此值，要求此值必须大于反向的浪涌电流，若浪涌电流超过这个电流值就可能造成永久性损坏。在同一个系列中，击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。

注：10/1000us和8/20us为两种不同的浪涌测试波形，两种波形能量不一样。

10/1000us为持续时间1000us，上升沿时间为10us，8 /20us为持续时间20us，上升沿时间为8us。Ipp是基于10/1000波形能量下得到的结果。

反向脉冲峰值功率Pppm：指最大钳位电压VC(max)与最大反向脉冲峰值电流Ippm的乘积。

电容CPP：指TVS管的寄生电容参数，随着反向电压的增加，该电容值呈下降趋势，电容的大小会影响TVS器件的响应时间。此参数在高频电路中需要重点关注，在高频电路中他会增加信号的上升时间，改变线路的特性阻抗等，引起电路的信号完整性问题，高频使用中需要这个参数越小越好。

漏电流IR：指TVS管处于反向击穿转态下，流过TVS管的反向电流，此电流越小越好，漏电流越小，TVS管的正向导通特性好，同时在电路处于工作状态时，TVS管的漏电流也处于较低水平，这样电路泄露的能量更少，同时设备在电气安全检测的漏电流检测项目中漏电流更小，使得检测更容易通过。

综上所述：通常TVS管的选型方法如下，TVS的最大反向工作电压VRWM稍大于电路正常工作电压，箝位电压VC(max)大于电路正常工作电压，同时不会破坏后级电路，箝位电压VC(max)不能过大，此值越大，最大反向脉冲峰值电流Ippm就会越小，所以应该综合考虑VC(max)和Ippm来选择，电容CPP越小越好，越小响应越快，但有时需要考虑成本问题，电容CPP越小价格越贵。

TVS管工作特性曲线参数

 

TVS管还可用于防反接应用，如下图所：

电源反接后，电路如红色箭头方向流动，TVS管正向导通，同时烧断保险丝，以至于不危及后级电路。正常工作转态下TVS管处于放电路浪涌抑制状态。