简单介绍一下TVS瞬态二极管的工作原理、特点、应用及选用方法

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。今天我们就来深入了解一下TVS的相关知识。

TVS二极管的定义

TVS（Transient Voltage Suppressor）二极管，又称为瞬态抑制二极管，是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。

当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

TVS二极管的工作原理

TVS二极管与常见的稳压二极管的工作原理相似，如果高于标志上的击穿电压，TVS二极管就会导通，与稳压二极管相比，TVS二极管有更高的电流导通能力。

TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，以10^-12S 量级速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，同时吸收高达数千瓦的浪涌功率。使两极间的电压箝位于一个安全值，有效地保护电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的破坏。

TVS二极管的特点

1、将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的放冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。

2、静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导致损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）。

3、将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。

TVS二极管的应用

目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。

TVS二极管的选用方法

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，那么单向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。

瞬态抑制二极管怎么选择？瞬态抑制二极管工作原理讲解，通俗易懂

大家好，我是李工，创作不易，希望大家多多支持我。今天给大家分享的是：

二极管是最基本的半导体器件，常用于许多电子设计，如整流器、转换器、逆变器、保护电路、稳压器等。有一种称为TVS 二极管 的特殊二极管，它在处理电力电子设计电路中的瞬态尖峰方面起着至关重要的作用。在这里将比较深入地研究瞬态抑制二极管。

瞬态电压抑制二极管电路

一、瞬态是什么意思？

瞬态 是电压或电流中的短时间尖峰 ，会以多种方式损坏电路。有些瞬态只发生一次，有些可能是重复的。这些瞬台的范围从几毫伏到几千伏，持续时间从纳秒到数百毫秒。

瞬态图

二、是什么导致电路中的瞬变？

瞬变可能由电路中的内部或外部连接引起 。例如，由于感应负载开关 或开关和连接器中的接触故障，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。

三、瞬态电压抑制器件 (TVS)

瞬态电压抑制器或 TVS 是用于保护电路免受电压或电流突然尖峰影响 的保护装置 。保护电路免受过压影响的主要方法是将这些 TVS 器件 与电路并联 。

瞬态电压抑制器的类型

有许多类型的 TVS 器件 可用于瞬态电压抑制，即金属氧化物压敏电阻、TVS 二极管 、齐纳二极管或旁路电容器。

根据操作，瞬态电压抑制器可分为两类，钳位和撬棒 。

钳位装置 将电压限制在一个固定水平。这样做时，它们会吸收过压事件的多余能量。TVS 二极管是钳位器件的一个例子。

钳位器设备

Crowbar 设备 一旦触发就会基本上使受保护线路短路 ，从而将多余的能量从受保护电路中转移出去。正如你在下图中看到的那样，当检测到触发电压（尖峰） 时，crowbar 设备将电路短路，因此线路电压降低，然后在 crowbar 设备断开电路的某个时间后，线路电压再次上升到稳定状态电路的正常运行。

Crowbar 设备

四、瞬态电压抑制二极管——TVS二极管

瞬态电压抑制二极管 是一种固态 PN 结二极管 ，专门设计用于消除对敏感半导体和电路的突然或瞬时过电压影响。 瞬态电压抑制二极管是一种钳位器件，因此每当感应电压超过雪崩击穿电压 时，它就会吸收过压事件的多余能量，然后在过压状态后自动复位 。的确，标准二极管和齐纳二极管也可用于过压/瞬态保护，但它们不如瞬态电压抑制二极管稳健，因为标准和齐纳二极管是为整流和电压调节而设计的。

TVS二极管的种类：

瞬态电压抑制二极管可分为两种类型。一种是单向的，另一种是双向的。

单向瞬态电压抑制二极管 像任何其他雪崩二极管 一样在正向 电路中用作整流器，并且这种单向二极管可以承受非常大的峰值电流。单向 TVS 二极管的符号如下图所示，它很像一个齐纳二极管。

单向 TVS 二极管符号

另一方面，双向瞬态电压抑制二极管 可以由彼此串联的两个相互相对的雪崩二极管来表示。 这些二极管与要保护的设备或电路并联。与符号不同，这些二极管是作为单个组件制造的。双向 TVS 二极管的符号如下图所示。

双向 TVS 二极管符号

五、TVS 瞬态抑制二极管工作原理

TVS瞬态抑制二极管 与要保护的设备或电路并联。 TVS 器件专门设计用于在特定电压水平下击穿并传导大量电流而不会造成损坏。

TVS二极管应用电路

在正常电压条件下，TVS 瞬态抑制二极管表现为开路 ，但存在少量漏电流。当正常电压超过一定水平时，TVS瞬态抑制二极管结雪崩，结果过电压从被保护电路中分流并通过TVS二极管分流。 当过电压消失时，设备会自动复位。

六、TVS瞬态抑制二极管VI特性

下图显示了单向和双向 TVS 二极管的 VI 特性 。该特性图显示了电压和电流的关系。双向二极管在正负方向上具有相同的特性曲线，因此它们以哪种方式连接到电路中并不重要。与负方向相比，单向二极管在正方向具有更高的导通电压 。

VI 单向和双向 TVS 二极管的特性

七、瞬态抑制二极管怎么选择？

市场上有许多类型的 TVS 二极管，专为特定应用而设计。当你选择 TVS 二极管 时，可以参考以下参数：

反向关断电压 (V R )： 反向关断电压是可以在不实际激活设备的情况下施加到保护器的最大电压。 器件 V R应等于或高于被保护电路的峰值工作电压。这是为了确保保护装置不会夹住正常的电路工作或信号电压。

击穿电压 (V BR )： 击穿电压是二极管开始保护和传导电流的电压 。通常，V BR规定为 1mA。

钳位电压 (V C )： 钳位电压是受保护电路在测试波形事件期间将承受的最高电压。 在大多数数据表中，钳位电压是针对具有 8µS 上升时间的 1A 或 2A 波形给出的。

峰值脉冲电流（IPP）： 峰值脉冲电流是保护装置可以承受的最大电流 。

八、TVS瞬态抑制二极管应用

TVS 二极管通常用于低能量电路 和系统中的分流/钳位，以及电路中的ESD 保护 。瞬态电压抑制二极管的应用可以在数据和信号线、微处理器和 MOS 存储器、AC/DC 电源线和电信设备中找到。下面给出了一些示例电路：

TVS瞬态抑制二极管应用

原文链接：https://components101.com/articles/how-to-use-tvs-diodes-for-transient-voltage-suppression

以上就是关于TVS瞬态抑制二极管 的知识，希望大家多多支持 我，得点赞 ，关注 ，有问题欢迎在评论区留言 ，大家一起讨论 。

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