TVS管的參數(shù)、選型及應(yīng)用

一、首先了解TVS管的參數(shù)，我們以littelfuse的5.0SMDJ系列為例。

圖1

圖2

最大峰值脈沖功率 Maximum Peak Pulse Power

Pppm峰值脈沖功率為ESD器件上瞬間通過的最大功率值，由最大鉗位電壓Vc和此時(shí)脈沖峰值電流Ipp決定的。

由上圖可以看到5.0SMDJ系列的最大脈沖峰值功率為5000W。還可以看出該系列下的每個(gè)型號(hào)的Vc*Ipp基本為5000W。且Vc越大承受，Ipp越小。

最大脈沖峰值電流Ipp

TVS可以承受的最大脈沖峰值電流。5.0SMDJ13A最大脈沖電流為233A。

最大鉗位電壓Vc（殘壓）

當(dāng)持續(xù)時(shí)間為 20mS 的脈沖峰值電流 Ipp流過 TVS 時(shí)，在其兩端出現(xiàn)的最大峰值電壓為 Vc。也稱最大防護(hù)電壓。

5.0SMDJ系列不同型號(hào)的Vc不一樣，5.0SMDJ13A的最大防護(hù)電壓為21.5V。

最大反向漏電流Ir

TVS最大反向漏電流，可以看出5.0SMDJ13A最大反向漏電流為500uA

最大反向工作電壓Vrwm或Vr。

當(dāng)最大反向漏電流Ir流過TVS時(shí)，TVS兩端電壓為最大反向工作電壓。5.0SMDJ13A最大反向工作電壓為13V。

測(cè)試電流It

測(cè)試電流It決定了TVS的反向擊穿電壓Vbr。

反向擊穿電壓Vbr

TVS管通過規(guī)定的測(cè)試電流It時(shí)的電壓，這是表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓，即從此點(diǎn)開始器件進(jìn)入雪崩擊穿。

結(jié)電容Cj

在防護(hù)高速信號(hào)的時(shí)候，需要考慮結(jié)電容的影響。

二、TVS管選型及應(yīng)用

1、TVS是用來防護(hù)浪涌電流的，如果知道要防護(hù)的最大電流Ipp最好。首先確定TVS的Ipp。

2、再其次確定待防護(hù)電路的直流電壓或持續(xù)工作電壓。如果是交流電，應(yīng)計(jì)算出最大值，即用有效值*1.414。

3、根據(jù)2中已知工作電壓，選擇TVS的Vrwm，要求Vrwm要大于工作電壓，否則工作電壓大于Vrwm會(huì)導(dǎo)致TVS反向漏電流增大，接近導(dǎo)通，或者雪崩擊穿，影響正常電路工作。

4、所選TVS的最大箝位電壓Vc不能大于被防護(hù)電路可以承受的最大電壓。否則，當(dāng)TVS鉗在Vc時(shí)會(huì)對(duì)電路造成損壞。

5、其中2-4步可以先于1，如果不知Ipp，可以根據(jù)信號(hào)的功率確定Ipp。

6、單極性還是雙極性-常常會(huì)出現(xiàn)這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪涌脈沖，其實(shí)并非如此。雙向TVS用于交流電或來自正負(fù)雙向脈沖的場(chǎng)合。TVS有時(shí)也用于減少電容。如果電路只有正向電平信號(hào)，那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時(shí),TVS處于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時(shí)，TVS類似正向偏置二極管一樣導(dǎo)通并吸收浪涌能量。

這個(gè)時(shí)候需要參考TVS的正向?qū)ǚ逯惦娏?，Ifsm。5.0SMDJ系列的最大正向?qū)娏鳛?00A。

三、浪涌波形10/1000us和8/20us。

10/1000us和8/20us為兩種不同的浪涌測(cè)試波形，兩種波形能量不一樣。

10/1000us為持續(xù)時(shí)間1000us，上升沿時(shí)間為10us。

8/20us為持續(xù)時(shí)間20us，上升沿時(shí)間為8us。

由圖2可以看出該TVS的最大功率為5000W,是在浪涌10/1000us的波形能量下測(cè)試的。Ipp是基于10/1000波形能量下得到的結(jié)果。

當(dāng)浪涌波形為8/20us時(shí)，相對(duì)應(yīng)的參數(shù)將會(huì)變大。

由圖可以看到當(dāng)為1000us波形時(shí)，可以承受的最大功率為5KW。

當(dāng)測(cè)試波形為20us時(shí)，可以承受的最大功率為20KW。則如果Vc不變，可以承受的最大峰值電流將變大Ipp變?yōu)樵瓉淼?倍。20/5=4