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衡丽电子TVS防护电路的典型应用


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 ， 它的主要特点是在反向应用条件下 ， 当承受一个高能量的大脉冲时 ， 其工作阻抗立即降至极低的导通值 ， 从而允许大电流通过 ， 同时把电压钳制在预定水平 ， 其响应时间仅为10-12毫秒 ， 因此可有效地保护电子线路中的精密元器件 。 TVS允许的正向浪涌电流在TA＝250C ， T＝10ms条件下 ， 可达50～200A 。 双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率 ， 并把电压钳制到预定水平 ，双向TVS适用于交流电路 ， 单向TVS一般用于直流电路 。 可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等 ， 是一种理想的保护器件 。 耐受能力用瓦特(W)表示 。
TVS（Transient Voltage Suppression）是一种限压保护器件 ， 作用与压敏电阻很类似 。 也是利用器件的非线性特性将过电压钳位到一个较低的电压值实现对后级电路的保护 。 TVS管的主要参数有：反向击穿电压、最大钳位电压、瞬间功率、结电容、响应时间等 。
TVS的响应时间可以达到ps级 ， 是限压型浪涌保护器件中最快的 。 用于电子电路的过电压保护时其响应速度都可满足要求 。 TVS管的结电容根据制造工艺的不同 ， 大体可分为两种类型 ， 高结电容型TVS一般在几百～几千pF的数量级 ， 低结电容型TVS的结电容一般在几pF～几十pF的数量级 。 一般分立式TVS的结电容都较高 ， 表贴式TVS管中两种类型都有 。 在高频信号线路的保护中 ， 应主要选用低结电容的TVS管 。
TVS管的非线性特性比压敏电阻好 ， 当通过TVS管的过电流增大时 ， TVS管的钳位电压上升速度比压敏电阻慢 ， 因此可以获得比压敏电阻更理想的残压输出 。 在很多需要精细保护的电子电路中 ， 应用TVS管是比较好的选择 。 TVS管的通流容量在限压型浪涌保护器中是最小的 ， 一般用于最末级的精细保护 ， 因其通流量小 ， 一般不用于交流电源线路的保护 ， 直流电源的防雷电路使用TVS管时 ， 一般还需要与压敏电阻等通流容量大的器件配合使用 。TVS管便于集成 ， 很适合在单板上使用 。
TVS具有的另一个优点是可灵活选用单向或双向保护器件 ， 在单极性的信号电路和直流电源电路中 ， 选用单向TVS管 ， 可以获得比较低的残压 。
TVS的反向击穿电压、通流容量是电路设计时应重点考虑的 。 在直流回路中 ， 应当有：min(UBR)≥(1.3～1.6)Umax ， 式中UBR为直流TVS的反向击穿电压 ， Umax是直流回路中的电压峰值 。
TVS管主要可用于直流电源、信号线路、天馈线路的防雷保护 。
TVS管的失效模式主要是短路 。 但当通过的过电流太大时 ， 也可能造成TVS管被炸裂而开路 。 TVS管的使用寿命相对较长 。
TVS二极管的应用
目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域 。TVS器件的主要电参数
（1）击穿电压V(BR)
器件在发生击穿的区域内 ， 在规定的试验电流I(BR)下 ， 测得器件两端的电压称为击穿电压 ， 在此区域内 ， 二极管成为低阻抗的通路 。
（2）最大反向脉冲峰值电流IPP
在反向工作时 ， 在规定的脉冲条件下 ， 器件允许通过的最大脉冲峰值电流 。 IPP与最大钳位电压VC(MAX)的乘积 ， 就是瞬态脉冲功率的最大值 。
使用时应正确选取TVS ， 使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率 。


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