TVS管是一種常用的保護(hù)裝置，但在正常的環(huán)境測試中，它的存在并不明顯，好像沒有TVS管是一樣的。TVS管表示不滿。TVS管本身是為了保護(hù)事故中的電路(如瞬時高壓串?dāng)_)。既然是意外，就不會一直存在，平時肯定缺乏存在感。但是在實(shí)際應(yīng)用中，尤其是在工業(yè)應(yīng)用中，沒有它是不可能的。今天跟大家分享一個實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，來重點(diǎn)感受一下TVS管的作用。

一、起源

這個故事應(yīng)該從剛參加工作開始說起。一位前輩設(shè)計(jì)的CAN總線接口傳感器，通信在現(xiàn)場被中斷，所以他派我司工程師去檢查。我們的產(chǎn)品是應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域的，屬于特殊行業(yè)。到達(dá)現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)CAN收發(fā)器芯片損壞，收發(fā)器使用PCA82C250，只需要更換一個即可，所以我們認(rèn)為是設(shè)備問題，并沒有多想。雖然問題已經(jīng)解決了，但應(yīng)客戶要求觀察兩天，故而繼續(xù)留在現(xiàn)場觀察。

一天后，客戶報告通信中斷，檢查CAN收發(fā)器芯片器芯片是否損壞。為了發(fā)現(xiàn)問題，直接更換新板，讓用戶先使用，并從傳感器中取出問題板進(jìn)行測試。測試后發(fā)現(xiàn)除PCA82C250外，其他設(shè)備均正常。當(dāng)時我司工程師認(rèn)為，芯片損壞的可能性主要有兩種：一種是芯片本身的質(zhì)量問題，另一種是干擾導(dǎo)致芯片損壞。然而，它已經(jīng)連續(xù)兩次損壞。如果是芯片質(zhì)量問題，兩個不同批次芯片質(zhì)量問題的概率太低，所以重點(diǎn)觀察了接口保護(hù)部分是否有問題。

二、發(fā)現(xiàn)問題

當(dāng)時工程師也很疑惑，因?yàn)楣舅挟a(chǎn)品的CAN接口電路都是一樣的。如果有問題，應(yīng)該暴露很久。仔細(xì)一看，發(fā)現(xiàn)CAN接口之前用的是6.5V雙向TVS管，但是這塊板用的是防雷管，好像找到了線索。在這里多說一句，傳感器用于特殊行業(yè)，由于沒有接地線，CAN總線的兩條線沒有通過高壓電容引導(dǎo)到地面，而是簡單地用三根TVS管進(jìn)行保護(hù)。

現(xiàn)場的板上焊接的是防雷管，動作電壓約為200V。后面用6.5VTVS管替換了有問題板上的防雷管，然后放回現(xiàn)場使用，沒有再出現(xiàn)問題。

TVS管是瞬態(tài)二極管的簡稱，它是一種二極管形式的高效保護(hù)裝置。當(dāng)TVS二極管兩端受到反向瞬態(tài)高能沖擊時，可將兩極之間的高阻抗轉(zhuǎn)化為低阻抗，以10的負(fù)12次方的秒量級速度吸收幾千瓦的浪涌功率，使兩極之間的電壓在預(yù)定值之間，從而有效保護(hù)電子線路中的精密元件免受各種浪涌脈沖的損壞。因?yàn)槠漤憫?yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、泄漏電流低、擊穿電壓偏差小、位置電壓控制方便、無損傷極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場總線設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)雙向保護(hù)。

TVS管具有很強(qiáng)的保護(hù)能力，可以吸收更高的能量。但是，一般來說，它不能承受持續(xù)的重復(fù)沖擊，不能超過0.01%(沖擊脈沖的持續(xù)時間與間隔時間的比率)。如果超過，很容易損壞TVS管。當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束后，TVS管自動恢復(fù)到高阻狀態(tài)，整個電路恢復(fù)正常工作。

三、分析(TVS)

首先，在某些場景中，TVS管是非常必要的，沒有它的話設(shè)備很容易損壞，所以TVS管是非常重要的。

其次，至于之前為什么使用防雷管，后來經(jīng)過溝通，得知CAN收發(fā)器芯片在以前的工業(yè)現(xiàn)場損壞。當(dāng)時干擾電壓比較高，加防雷管解決了問題。在后來的設(shè)備生產(chǎn)中，忘記將bom恢復(fù)到TVS管。這就是為什么會出現(xiàn)問題的原因。

第三，在一般的通信接口設(shè)計(jì)中，會在抗干擾保護(hù)中增加TVS管。在實(shí)驗(yàn)室測試中，它似乎沒有用處，但如果在工業(yè)環(huán)境中使用，TVS管是可以起到保護(hù)裝置作用的，否則其他部件容易損壞，損失很大。

第四，抗干擾設(shè)計(jì)是一個大學(xué)問。本文僅通過一個簡單的例子來解釋TVS管的重要性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，也不一定都要用TVS管，可能還有更好的方法。這不是本文的重點(diǎn)，本文主要側(cè)重于重視TVS，也歡迎大家討論交流，分享相關(guān)的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。