干货｜一文看EMC防护器件之TVS
电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因，常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷电干扰及静电放电等,瞬态干扰几乎无处不在、无时不有,使人感到防不胜防。幸好,一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到了有效抑制。
TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）或称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达1*１0-12秒）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
TVS的特性及其参数
图1 TVS特性曲线
1.TVS的特性
如果用图示仪观察TVS的特性，就可得到图1中左图所示的波形。如果单就这个曲线来看,TVS管和普通稳压管的击穿特性没有什么区别，为典型的PN结雪崩器件。
但这条曲线只反映了TVS特性的一个部分，还必须补充右图所示的特性曲线，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的参数
图2 TVS特性及参数
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。
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。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。
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，下面是几个TVS在电路应用中的典型例子。
TVS的选用方法
1.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。
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.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。
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.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。
6.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。
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TVS器件的概述和应用！深圳比创达电子EMC
瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor, TVS)是一种用于保护电子电路敏感部分的关键器件。这些器件可以快速响应电压冲击，并且限制瞬态电压到可以安全处理的水平。本文将详细介绍TVS器件的工作原理、类型、选择与应用。
一、TVS器件的工作原理
TVS器件通过在电路中的关键位置提供一种低阻抗路径，用于分流可能损坏敏感组件的瞬态电压。当电压达到特定水平时，TVS器件会变成导通状态，从而将电流从潜在的危险路径分流掉。
二、TVS器件的类型
1、二极管型TVS：二极管型TVS是一种常用的保护器件，其结构和通常的二极管相似，但专为抑制瞬态电压设计；
2、多层瓦里斯特器(MLV)型TVS：MLV型TVS采用特殊的陶瓷材料，能够在瞬态条件下提供低电阻。
三、TVS器件的选择
1、工作电压：必须选择与电路工作电压匹配的TVS器件；
2、峰值脉冲功率：TVS器件必须能够承受可能遇到的最大瞬态能量；
3、响应时间：必须确保TVS器件的响应时间足够快，以便及时保护电路；
4、封装形式：根据电路的布局和空间限制选择合适的封装。
四、TVS器件的应用
TVS器件广泛应用于许多工业和消费电子产品中，包括：
1、通信设备：保护通信线路免受雷击和其他电源干扰的影响；
2、汽车电子：在汽车中保护敏感电子系统免受电磁干扰和其他瞬态电压的影响；
3、医疗设备：在复杂的医疗设备中保护微小的电子组件。
TVS器件是现代电子电路不可或缺的保护元件，提供了一种简单、有效的方法来抑制可能危及电路完整性的瞬态电压。通过了解其工作原理和应用，工程师和设计师可以更好地利用TVS器件来增强他们产品的可靠性和耐用性。
综上所述，相信通过本文的描述，各位对TVS器件的概述和应用都有一定了解了吧，有疑问和有不懂的想了解可以随时咨询深圳比创达这边。今天就先说到这，下次给各位讲解些别的内容，咱们下回见啦！也可以关注我司wx公众平台：深圳比创达EMC！
以上就是深圳市比创达电子科技有限公司小编给您们介绍的TVS器件的概述和应用的内容，希望大家看后有所帮助！
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