大家都知道電路，那么知道什么是TVS瞬態(tài)電壓抑制器嗎?TVS瞬態(tài)電壓抑制器。當(dāng)兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，能以 10 的負(fù) 12 次方秒量級的速度，將兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件。在浪涌電壓作用下，TVS 兩極間的電壓由額定反向關(guān)斷電壓 VWM 上升到擊穿電壓 VBR，而被擊穿，隨著擊穿電流的出現(xiàn)，流過 TVS 的電流將達(dá)到峰值脈沖電流 IPP，同時在其兩端的電壓被鉗位到預(yù)定的最大鉗位電壓 VC 以下，其后，隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，TVS 兩極間的電壓也不斷下降，最后恢復(fù)到初態(tài);TVS 管有單向與雙向之分，單向 TVS 管的特性與穩(wěn)壓二極管相似，雙向 TVS管的特性相當(dāng)于兩個穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)。
一、其主要特性參數(shù)
1、反向截止電壓 VRWM 與反向漏電流 IR：反向截止電壓 VRWM 表示 TVS 管不導(dǎo)通的最高電壓，在這個電壓下只有很小的反向漏電流 IR。
2、擊穿電壓 VBR：TVS 管通過規(guī)定的測試電流時的電壓，這是表示 TVS 管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓。
3、脈沖峰值電流 IPP：TVS 管允許通過的 10/1000μs 波的最大峰值電流(8/20μs 波的峰值電流約為其 5 倍左右)，超過這個電流值就可能造成永久性損壞。在同一個系列中，擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小，一般是幾 A～幾十 A。
4、最大箝位電壓 VC：TVS 管流過脈沖峰值電流 IPP 時兩端所呈現(xiàn)的電壓。
5、脈沖峰值功率 Pm： 脈沖峰值功率 Pm 是指 10/1000μs 波的脈沖峰值電流 IPP 與最大箝位電壓 VC 的乘積，即 Pm=IPP*VC;在給定的最大鉗位電壓下， 功耗 PM 越大，其浪涌電流承受能力越大，在給定的功耗 PM 下，鉗位電壓越 低，其浪涌電流的承受能力越大;另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形，持續(xù)時間和環(huán)境溫度有關(guān)：典型的脈沖波形持續(xù)時間為 1ms，當(dāng)施加到二極管上的脈沖波形持續(xù)時間小于 TP，則隨著 TP 的減小脈沖峰值功率增加;TVS 所能承受的瞬態(tài)脈沖式不重復(fù)的，如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的累積可能損壞 TVS。
6、穩(wěn)態(tài)功率 P0：TVS 管也可以作穩(wěn)壓二極管用，這時要使用穩(wěn)態(tài)功。
7、極間電容 Cj：與壓敏電阻一樣，TVS 管的極間電容 Cj 也較大，且單向的比雙向的大，功率越大的電容也越大，極間電容會影響 TVS 的響應(yīng)時間。
8、峰值電流波形：A、正弦半波 B、矩形波 C 、標(biāo)準(zhǔn)波(指數(shù)波形) D、三角波 TVS 峰值電流的試驗(yàn)波形采用標(biāo)準(zhǔn)波(指數(shù)波形)，由 TR/TP 決定。 峰值電流上升時間 TR: 電流從 0.1IPP 開始達(dá)到 0.9 IPP 的時間。 半峰值電流時間 TP：電流從零開始通過最大峰值后，下降到 0.5IPP 值的時間。 下面列出典型試驗(yàn)波形的 TR/TP 值： EMP 波：10ns /1000ns 閃電波：8μs /20μs 標(biāo)準(zhǔn)波：10μs /1000μs
二、優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快(為 ns 級)、瞬態(tài)功率大、漏電流低;其 10/1000μs 波脈沖功率從 400W～30KW，脈沖峰值電流從 0、52A～544A;擊穿電壓有從 6、8V～550V 的系列值，便于各種不同電壓的電路使用。
缺點(diǎn)：耐浪涌沖擊能力較放電管和壓敏電阻差; 穩(wěn)壓二極管：反應(yīng)較慢;一般用于電壓精度要求高的地方(一般較小)，防浪涌，擊穿電壓精準(zhǔn)，各壓值檔都有;齊納擊穿; 壓敏電阻：與穩(wěn)壓二極管相似，但不可恢復(fù)。
三、選型依據(jù)及注意事項(xiàng)：
1、TVS 的最大反向鉗位電壓 VC 應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓;
2、TVS 的額定反向關(guān)斷電壓 VWM 要大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓， 若選用的 VWM 太低，器件可能進(jìn)入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作;
3、交流電壓只能用雙向 TVS;
4、在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi)，TVS 的最大峰值脈沖功率 PM 必須大于被保護(hù)電路可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率，在確定了最大鉗位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流;
5、結(jié)電容是影響 TVS 在高速線路中使用的關(guān)鍵因素，在這種情況下，一般用一個 TVS 管和一個快恢復(fù)二極管以背對背的方式連接，由于快恢復(fù)二極管有較小的結(jié)電容，因而二者串聯(lián)的等小電容也較小，可以滿足高頻使用的要求;
6、需要考慮降額使用的應(yīng)用; 應(yīng)用場合：功率開關(guān)電路;整流二極管(與之同向);電源變壓器;防直流電源反接或電源通斷時產(chǎn)生的瞬時脈沖;抑制電機(jī)，斷電器線圈，螺線管等感性負(fù)載產(chǎn)生的瞬時脈沖電壓;控制系統(tǒng)的輸入輸出端。
使用注意事項(xiàng)：
1、對瞬變電壓的吸收功率峰值與瞬變電壓脈沖寬度間的關(guān)系，手冊給的只是特 定脈寬下的吸收功率峰值，實(shí)際線路中的脈沖寬度則變化莫測，事前要有估計(jì)，對寬脈沖應(yīng)降額使用;
2、對小電流負(fù)載的保護(hù)，可有意識地在電路中增加限流電阻，只要限流電阻的 阻值合適，不會影響線路的正常工作，但限流電阻對干擾所產(chǎn)生的電流卻會大大減小，這就有可能選用峰值功率較小的 TVS 管來對小電流負(fù)載電路進(jìn)行保護(hù);
3、對重復(fù)出現(xiàn)的瞬變電壓的抑制，要注意 TVS 管的穩(wěn)態(tài)平均功率是否在安全范圍之內(nèi);
4、環(huán)境溫度升高時要降額使用，TVS 管的引線長短，它與被保護(hù)線路的相對距離。
四、應(yīng)用舉例
直流電路中選用舉例： 整機(jī)直流工作電壓 12V，最大允許安全電壓 25V(峰值)，浪涌源的阻抗 50MΩ，其干擾波形為方波，TP=1ms，最大峰值電流 50A。 選擇：
1、先從工作電壓 12V 選取最大反向工作電壓 VRWM 為 13V，則擊穿電壓為 V(BR)=VRWM/0.85=15.3V;
2、從擊穿電壓值選取最大箝位電壓 VC(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V，取 VC=20V;
3、再從箝位電壓 VC 和最在峰值電流 IP 計(jì)算出方波脈沖峰值功率： PPR=VC×IP=20×50=1000W
4、計(jì)算折合為 TP=1MS 指數(shù)波的峰值功率，折合系數(shù) K1=1.4， PPR=1000W÷1.4=715W 交流電路選用舉例： 直流線路采用單向瞬變電壓抑制二極管，交流則必須采用雙向瞬變電壓抑制二極管。交流是電網(wǎng)電壓，這里產(chǎn)生的瞬變電壓是隨機(jī)的，有時還遇到雷擊(雷電感應(yīng)產(chǎn)生的瞬變電壓)所以很難定量估算出瞬時脈沖功率 PPR。但是對最大反向工作電壓必須有正確的選取。一般原則是交流電壓乘 1.4 倍來選取 TVS 管的最大反向工作電壓。直流電壓則按 1.1—1.2 倍來選取 TVS 管的最大反向工作電壓VRWM。 TVS 保護(hù)直流穩(wěn)壓電源實(shí)例：
圖中是一個直流穩(wěn)壓電源，并有擴(kuò)大電流輸出的晶體管，在其穩(wěn)壓輸出端加上瞬變電壓抑制二極管，可以保護(hù)使用該電源的儀器設(shè)備，同時還可圖中是一個直流穩(wěn)壓電源，并有擴(kuò)大電流輸出的晶體管，在其穩(wěn)壓輸出端加上瞬;變電壓抑制二極管，可以保護(hù)使用該電源的儀器設(shè)備，同時還可以吸收電路中的集電極到發(fā)射極間的峰值電壓，保護(hù)晶體管，建議在每個穩(wěn)壓電源輸出端加一個TVS 管，可以大幅度提高整機(jī)應(yīng)用的可靠性;
還有用 TVS 保護(hù)晶體管，集成電路，可控硅，功率 MOS 管(在柵源之間加上 瞬變電壓抑制二極管，可防止柵極擊穿)，繼電器等; 繼電器的觸點(diǎn)往往用大電流去開關(guān)電動機(jī)等大電流電感負(fù)載，而電感在開關(guān)時有很高的反電勢，而且有較大的能量，往往把觸點(diǎn)燒壞或擊穿產(chǎn)生電弧等，必須對觸點(diǎn)采取保護(hù)，抑制電弧的產(chǎn)生，以保護(hù)繼電器。但是這種電弧產(chǎn)生的浪涌電流很大，過去采用電容或者用電容串聯(lián)電阻、二極管、二極管串聯(lián)電阻等抑制方案，現(xiàn)在采用瞬變電壓抑制二極管方案效果更好。以上就是TVS瞬態(tài)電壓抑制器的一些知識介紹，希望能帶給大家啟發(fā)。
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