TVS瞬态电压抑制器怎么选型

1、 TVS的工作原理

TVS（瞬态电压抑制器），也称为雪崩击穿二极管，是瞬态电压抑制器。它是一种使用半导体技术集成单个PN结或多个PN结的器件。TVS可分为单向和双向，其中单向TVS通常应用于直流电源电路，双向TVS应用于交流电压电路。如图1所示，当应用于直流电路时，单向TVS与电路反向并联。当电路正常工作时，TVS处于截止状态（高阻抗），不影响电路的正常工作。当电路中出现异常过电压并达到TVS（雪崩）击穿电压时，TVS迅速从高电阻状态变为低电阻状态，将异常过电压引起的瞬时过电流放电到地，并箝位异常过电压

TVS工作电路图：

2、 TVS选择过程

在选择TVS之前，我们首先需要了解选择的最终目标：

1.合适的电压可以保护后续电路；

2.引入的TVS的结电容不应影响电路；

3.TVS有足够的功率余量，符合测试标准，不能挂在保险丝前。选择过程可按如下方式进行：

（1） 为TVS选择最高工作电压Vrmw；

（2） 选择TVS箝位电压VC；

（3） 选择TVS的电源；

（4） 评估泄漏电流IR的影响；

（5） 评估结电容的影响；

1、选择TVS的最高工作电压Vrmw；

在电路的正常工作条件下，TVS不应工作，即处于切断状态，因此TVS的切断电压应大于被保护电路的最高工作电压。这样可以保证TVS在正常电路操作下不会影响电路操作。然而，TVS的工作电压也决定了TVS的箝位电压。当截止电压大于线路的正常工作电压时，TVS的工作电压不能选择过高。如果它太高，箝位电压也会更高。因此，在选择Vrwm时，需要综合考虑被保护电路的工作电压和后续电路的承载能力。要求Vrwm大于工作电压，否则工作电压大于Vrwm将导致TVS反向漏电流增加、接近导通。

Vrwm≈1.1~1.2*VCC--------VCC是电路的最高工作电压。

2、选择TVS箝位电压VC；

TVS的箝位电压应小于被保护电路所能承受的最大瞬态安全电压，VC与TVS的雪崩击穿电压和IPP成比例。对于相同功率电平的TVS，击穿电压越高，VC越高。所选TVS的最大箝位电压VC不能大于被保护电路能够承受的最大电压。否则，当TVS箝位处于Vc时，将对电路造成损坏。Vc可以指以下公式：

VC＜Vmax-----其中Vmax是电路能承受的最高电压

3、选择TVS的功率Pppm（或Ipp）；

TVS产品的额定瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率。理论上，TVS的功率越高，就越能承受更多的冲击能量和频率。然而，功率越高，TVS的封装就越大，价格也就越高。因此，TVS的功率可以满足要求。对于不同功率电平的TVS，具有相同电压规格的TVS的VC值相同，但IPP不同。因此，Pppm与Ipm成比例，并且Ipm越大，Pppm就越大。对于某一电路，有相应的测试要求。如果实际电路中的最大测试电流为actual，则actual可估计为：

Iactual=Uactual/Ri--------其中，Uactual为试验电压，Ri为试验内阻

4、根据所选TVS的结电容和漏电流评估影响

如果TVS用于高速IO端口保护、模拟信号采样和低功率设备，则有必要考虑结电容和漏电流的影响。两者的参数越小越好。