TVS管

　　TVS管的英文名是TRANSIENT?VOLTAGE?SUPPRESSOR，中文名叫瞬变抑制二极管。它在承受瞬间高能量脉冲时，能在极短的内由原来的高阻抗状态变为低阻抗，并把电压箝制到特定的水平，从而有效的保护用户的设备和元器件不受损坏。由于其具有箝位电压低、动作时间快等特点；因此比较适合于多级保护电路的末级保护。此外也能与其它保护元件配合使用，组成专用的防雷装置。

　　１.TVS特性

　　TVS管是典型的PN结雪崩器件，和普通稳压管的击穿特性差不多。但这条曲线只反映了TVS特性的一个部分，还必须补充下图所示的特性曲线，才能反映TVS的全部特性。这是在双踪 示波器上观察到的TVS管承受大电流冲击时的电流及电压波形。

　　图中曲线1是TVS管中的电流波形，它表示流过TVS管的电流由1mA突然上升到峰值，然后按 指数规律下降，造成这种电流冲击的原因可能是雷击、过压等。曲线2是TVS管两端电压的波形 ，它表示TVS中的电流突然上升时，TVS两端电压也随之上升，但最大只上升到VC值，这个值 比击穿电压VBR略大，从而对后面的电路元件起到保护作用。

　　TVS在电路中和稳压管一样，是反向使用的。

　　2.参数说明

　　A.击穿电压（VBR）：TVS在此时阻抗骤然降低，处于雪崩击穿状态。

　　B.测试电流（IT）：TVS的击穿电压VBR在此电流下测量而得。一般情况下IT取１mA。

　　C.反向变位电压（VRWM）：TVS的最大额定直流工作电压,当TVS两端电压继续上升，TVS将处于高阻状态。此参数也可被认为　　是所保护电路的工作电压。

　　D.最大反向漏电流（IR）：在工作电压下测得的流过TVS的最大电流。

　　E.最大峰值脉冲电流（IPP）：TVS允许流过的最大浪涌电流，它反映了TVS的浪涌抑制能力。

　　F.最大箝位电压（VC）：当TVS管承受瞬态高能量冲击时，管子中流过大电流，峰值为IPP，端电压由VRWM值上升到VC值就不再上升了，从而实现了保护作用。浪涌过后，随时间IPP以指数形式衰减，当衰减到一定值后，TVS两端电压由VC开始下降,恢复原来状态。最大箝位电压VC与击穿电压VBR之比称箝位因子Cf，表示为Cf= VC /VBR，一般箝位因子仅为1.2～1.4。

　　G.峰值脉冲功率(PP)：PP按峰值脉冲功率的不同TVS分为四种，有500Ｗ、600Ｗ、1500Ｗ和5000Ｗ。

　　H.最大峰值脉冲功率：最大峰值脉冲功率为：PN=VC·IPP。显然，最大峰值脉冲功率愈大,TVS所能承受的峰值脉冲电流IPP愈大；另一方面，额定峰值脉冲功率PP确定以后，所TVS能承受的峰值脉冲电流IPP，随着最大箝位电压VC的降低而增加。TVS最大允许脉冲功率除了和峰值脉冲电流和箝位电压有关外，还和脉冲波形、脉冲持续时间和环境温度有关。

　　对于几种不同的脉冲波形PN=K·VC·IPP,其中K为功率因数，图3给出了几种典型脉冲波形的K值。

　　TVS器件规定,脉冲重复率比(脉冲持续时间和间歇时间之比)为0.01[[[[[%]]]]]。如不符合这一条件，脉冲功率的积累有可能使TVS烧毁。电路设计人员应注意这一点。TVS的工作是可靠的， 即使长期承受不重复性大脉冲的高能量的冲击，也不会出现老化问题。试验证明，TVS安全 工作于10000次脉冲后,其最大允许脉冲功率仍为原值的80％以上。

　　TVS所能承受的瞬时脉冲峰值可达数百安培，其箝位响应时间仅为1*10-12 秒；TVS所允许的正向浪涌电流,在25℃,1/120秒的条件下,也可达50-200安培。一般地说,TVS所能承受的瞬 时脉冲是不重复的脉冲。而实际应用中，电路里可能出现重复性脉冲。

　　TVS主要用于对电路元件进行快速过电压保护。它能吸收功率高达数千瓦的浪涌信号。TVS具有体积小、功率大、响应快、无噪声、价格低等诸多优点,它的应 用十分广泛，如:家用电器；电子仪器；仪表；精密设备；计算机系统；通讯设备;RS232、485及 CAN等通讯端口；ISDN的保护；I/O端口；IC电路保护；音、视频输入；交、直流电源；电机、继电器噪声的抑制等各个领域。它可以有效地对雷电、负载开关等人为操作错误引起的过电压冲击起保护作用。

　　TVS用于交流电路：TVS用于交流电路是极方便的。它可以保护变压器以后的所有电路元件。由于加上TVS1,电路保险丝容量要加大。TVS2也是一只双向 TVS管，它可以对桥式整流器及以后的电路元件实行过电压保护。它的Vb值及VC值应与变压器副边输出电压相适应。TVS3是一只单向TVS管，因为加在它上面的电压是已整流后的流电直压,TVS3只保护负载不受过电压冲击,电路中可以根据需要使用三个TVS管中的一只或几只。

　　TVS与压敏电阻这种金属氧化物变阻器相比具有极其优越的性能。
　　关键参数或极限值 　　　　TVS 电阻器
　　反应速度 　　　　　 10-12 秒 50*10－9秒
　　是否会老化 　　　　否 是
　　最高使用温度 　　　 175 　115
　　元件极性 　　　　　　　单极性与双极性 　　单极性
　　反向漏电典型值　　　　　 5uA 　　　　　　　200 uA
　　箝位因子（VC/BV） 　　　≯1.5 　　　　　最大可达7-8
　　封装性质 　　　　　　　　密封不透气 　　　　透气
　　价格 　　　　　　　　　　　 贵 　　　　　　　便宜

　　1.最大峰值脉冲功率：确定电路的干扰脉冲情况,根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间,确 定能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲功率。

　　2.TVS的反向变位电压即工作电压（VRWM）--选择TVS的VRWM等于或大于上述步骤1所规定的操作电压。这就保证了在正常工作条件下TVS吸收的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电 压高于TVS的VRWM ,TVS将吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态，从而影响电路的工作。

　　3.确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。如果是交流电，应计算出最大值，即用有效值*1.414。

　　4.所选TVS的最大箝位电压（VC）应低于被保护电路所允许的最大承受电压。

　　5.如果知道比较准确的浪涌电流IPP，那么可以利用VC来确定其功率，如果无法确定功率的 大概范围，一般来说，选择功率大一些比较好。

　　6.单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲，其实并非 如此。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路 只有正向电平信号，那麽单向TVS就足够了。TVS操作方式如下：正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态；反向浪涌时，TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。在低电容电路 里情况就不是这样了。应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。