保/防护器件系列之TVS-瞬态抑制二极管 _电压

TVS-瞬态抑制二极管
瞬态抑制二极管（Diode）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。
此器件常见于电路初级防护部分，来应对过压等情形，注意TVS与钳位二极管是不一样的，请注意区分。
钳位二极管
标准二极管和齐纳二极管也可以用于过压/瞬态保护，但是它们不如瞬态电压抑制器二极管坚固，因为标准二极管和齐纳二极管专为整流和电压调节而设计。
电路中的瞬态
瞬态可能是由电路中的内部或外部连接引起的。例如，由于感性负载开关或开关和连接器中的接触不良，可能会在内部产生瞬变。在外部，它可能由于雷击或感应开关而产生。
TVS Diode符号
单向TVS；
双向TVS；
TVS Diode特性
双向二极管在正向和负向具有相同的特性曲线，因此将它们连接到电路的方式无关紧要。与负方向相比，单向二极管的正方向开启电压更高。
TVS Diode原理
当感应电压超过雪崩击穿电位时，该器件通过分流过量电流来工作。它是一种钳位设备，可抑制高于其击穿电压的所有过电压。
当过电压消失时，它会自动复位，但内部吸收的瞬态能量要比类似额定的钳位/保护设备大得多。
TVS器件介绍
1、封装-
因为TVS需要泄放较大的能量，因此物理尺寸需要大一些；
常见封装：DO-214、DO-218、DO-15等。
2、峰值脉冲功耗-Peak Pulse Power
这个表示可以泄放最大的能量，注意测试条件为：with a 10/1000μs，就是说这个指标是行业内的一种特定测试手法，并不是随意加上直流测试的，这个请注意。
3、峰值脉冲电流-Peak Pulse
这个表示可以通过最大的脉冲电流，如果超过这个电流，TVS很有可能会损坏。
4、峰值正向浪涌电路-PeakSurge
指的是最大的正向浪涌电流大小。但是请注意测试条件： 8.3msHalf Sine Wave，就是说并不是一个直流电，而是需要注意这个时间很短的一个波形。
5、寄生电容-
寄生电容这个参数会影响TVS的实际应用场景，如果是数据线，则会导致数据信号发生变化，如果寄生电容太大的话。
6、寄生电感-
寄生电感会阻碍高频信号的变化，因此如果出现高频过流/过压脉冲，而TVS的寄生电感太大，将会显著影响器件的防护效果。
7、漏电流-
任何的物质在两端加上电压的话，都会出现漏电流，漏电流如果过大的话会显著影响器件寿命以及增大产品的待机功耗。
8、击穿电压-
VBR，这个电压表示的就是当TVS两端电压达到这个电压时，TVS就会开始工作，将电压钳位到这个电压，进而保护后端设备；但是请注意这种是瞬态的过压，如果持续过压，则TVS可能会损坏。
9、工作电压- Stand-Off
VRWM，这个参数表示器件正常工作时，应该加在TVS两端的电压，在这个电压下，器件不会进行保护动作。仅仅有少许的漏电流流过。
实际应用
应用1

文章插图
应用2
应用3
如上电路在过压时的波形（单向）：注意黑色的表示经过TVS之后的后级电路的电压，灰色的表示在TVS之前的过压的状况。
单向与双向比较：
压敏电阻与TVS Diode
压敏电阻与TVS的差异在于以下几点：
1、两个都是具有保护功能的器件；
2、TVS的反应速度更快；
3、TVS的保护浪涌电流更大；
3、TVS的寄生电容更小一些；
4、压敏电阻的封装更小；
5、TVS比压敏电阻相比，价格很贵。
关于压敏电阻的介绍可以查看我之前的博文：