電子電路和設備損壞的主要原因是電壓和電流的瞬態(tài)干擾，往往給人們帶來不可估量的損失。

這些干擾通常來自電力設備的啟動和停止、交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定性、閃電干擾和靜電放電等等。瞬態(tài)干擾幾乎無處不在，防不勝防。

幸運的是，TVS是一種能有效抑制瞬態(tài)干擾的高效電路保護裝置。

TVS(TRAnsientvoltagesupressssor)，即瞬態(tài)電壓抑制二極管，是在穩(wěn)壓管工藝的基礎上開發(fā)的新產(chǎn)品。

其電路符號與普通穩(wěn)壓二極管相同，形狀與普通二極管相同。當TVS管道兩端受到瞬時高能沖擊時，阻抗(高達1*10-12秒)可以突然降低極高速度，吸收大電流，將兩端之間的電壓放在預定值上，保證后方電路元件不受瞬態(tài)高能沖擊的損壞。

◆ TVS特性

TVS特征曲線圖

如果用圖示儀觀察TVS的特性，可以得到上圖左邊所示的波形。僅從這條曲線來看，TVS管的穿透特性與普通穩(wěn)壓管沒有區(qū)別，是典型的PN雪崩裝置。

然而，這條曲線只反映了TVS特征的一部分。需要補充右邊所示的特征曲線，以反映TVS的所有特性。這是大電流沖擊下TVS管的電流和電壓波形。

圖中的曲線1是TVS管中的電流波形，表示通過TVS管的電流突然從1ma上升到峰值，然后根據(jù)指數(shù)定律下降。這種電流沖擊的原因可能是雷擊、過壓等。

曲線2是TVS管道兩端電壓的波形，這意味著當TVS中的電流突然升高時，TVS兩端的電壓也會升高，但最大只會升高到VC值，略高于擊穿VBR的電壓，以保護后面的電路元件。

◆ TVS參數(shù)

TVS特征及參數(shù)圖

1.擊穿電壓(VBR)：此時TVS阻抗突然下降，處于雪崩擊穿狀態(tài)。

2.測試電流(IT)：測量TVS擊穿電壓VBR。一般IT取1MA。

3.反向變位電壓(VRWM)：當TVS兩端的電壓繼續(xù)升高時，TVS將處于高電阻狀態(tài)。

4.最大反向漏電流(IR)：測量工作電壓下流過TVS的最大電流。

5.最大峰值脈沖電流(IPP)：TVS允許的最大浪涌電流反映了TVS的浪涌抑制能力。

6.最大鉗位電壓(VC):當TVS管受到瞬態(tài)高能沖擊時，管內(nèi)流出大電流，峰值為IPP，端電壓不會從VRWM上升到VC值，從而實現(xiàn)保護。

隨著時間的推移，IPP以指數(shù)的形式衰減。當衰減到一定值時，TVS兩端的電壓從VC開始下降，恢復到原來的狀態(tài)。

最大位置電壓VC與擊穿電壓VBR的比例稱為位置因子CF，表示CF=VC/VBR，一般只有1.2~1.4。

7.峰值脈沖功率(PP)：根據(jù)不同的峰值脈沖功率，PP分為四種類型：500W、600W、1500W和5000W。

顯然，最大峰值脈沖功率越大，TVS能承受的峰值脈沖電流IPP越大；另一方面，隨著最大電壓VC的降低，TVS能承受的峰值脈沖電流IPP增加。

TVS最大允許脈沖功率不僅與峰值脈沖電流和電壓有關，還與脈沖波形、脈沖持續(xù)時間和環(huán)境溫度有關。

TVS可以承受數(shù)百安培的瞬時脈沖峰值，對沖響應時間僅為1*10-12秒；TVS允許的正浪涌電流也可以達到25℃和1/120秒的50-200安培。

一般來說，TVS所能承受的瞬時脈沖是非重復脈沖。實際上，重復脈沖可能會出現(xiàn)在電路中。

TVS設備規(guī)定的脈沖重復率比(脈沖持續(xù)時間與間隔時間的比率)為0.01%。電路設計者應注意脈沖功率的積累可能會燒壞TVS。

TVS的工作是可靠的，即使大脈沖的高能沖擊長時間不重復，也不會出現(xiàn)老化問題。試驗表明，在10000次脈沖安全工作后，TVS的最大允許脈沖功率仍然超過原值的80%。

TVS主要用于保護電路元件的快速過電壓。它可以吸收數(shù)千瓦的浪涌信號。TVS應用廣泛，體積小，功率大，響應快，無噪音，價格低廉。

比如:家用電器；電子儀器；儀器；精密設備；計算機系統(tǒng)；通信設備；通信端口，如RS232、485和CAN；ISDN保護；I/O端口；IC電路保護；音頻和視頻輸入；交流和DC電源；抑制電機和繼電器的噪音。能有效保護雷電、負載開關等人為操作錯誤造成的過電壓沖擊。

◆ 選擇TVS的方法

確定待保護電路的直流電壓或連續(xù)工作電壓。如果是交流電，應計算最大值，即使用有效值*1.414。

2.TVS的反向位移電壓為工作電壓(VRWM)-選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1規(guī)定的工作電壓。

這樣可以保證正常工作條件下TVS吸收的電流可以忽略不計。如果步驟1中規(guī)定的電壓高于TVSVRWM，TVS會在雪崩中吸收大量泄漏電流，從而影響電路的工作。

3.最大峰值脈沖功率：TVS峰值脈沖功率可根據(jù)干擾脈沖的波形和脈沖持續(xù)時間進行有效抑制。

所選TVS的最大電位電壓(VC)應低于受保護電路允許的最大電壓。

5.單極性或雙極性——這種誤解經(jīng)常發(fā)生，即雙向TVS用于抑制反向浪涌脈沖，但事實并非如此。雙向TVS用于交流或雙向脈沖。

TVS有時被用來降低電容。假設電路只有正電平信號，單向TVS就足夠了。

TVS的操作模式如下:當正浪涌時，TVS處于反向雪崩狀態(tài)；當反向浪涌時，TVS像一個正偏置的二極管一樣引導和吸收浪涌能量。

事實并非如此。選擇雙向TVS，保護電路中的低電容器免受反向浪涌的損壞。

6.如果你知道更準確的浪涌電流IPP，你可以用VC來確定其功率。大功率范圍不確定，最好選擇更大的功率。