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一、TVS管的介紹

(資料圖片)

（1）TVS是干精細活的防護器件，主要應用于ESD、7637、浪涌等EOS的防護等；

（2）瞬態(tài)電壓抑制具有極快的響應時間（亞納秒級）和相當高的浪涌吸收能力；

（3）不導通階段--處于關斷狀態(tài)呈現(xiàn)高阻抗：電流變化很小，電壓不斷上升；

（4）導通階段-浪涌沖擊電壓從高阻抗轉變?yōu)榈刈杩刮绽擞抗β剩弘妷荷仙㈦娏魃仙?/p>

（5）前衛(wèi)階段：電壓上升緩慢、電流急劇上升；

（6）各類防護器件比較：

二、TVS管的參數(shù)

1、工作原理：

（1）0-Vrwm：TVS管與電路并聯(lián)使用，在電路工作電壓時TVS管處于關斷呈現(xiàn)高阻抗；

（2）Vbr階段：在浪涌電壓的作用下，TVS管的電壓有額定反向關斷電壓上升到擊穿電壓而被擊穿；

（3）Vc階段：隨著擊穿電流的出現(xiàn)，流過TVS管的電流將達到峰值脈沖電流，同時愛其兩端的電壓被前衛(wèi)到預定的最大前衛(wèi)電壓以下；

（4）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，最后恢復到初態(tài)，這就是TVS管抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖干擾，保護電路的過程。

（5）TVS管相關參數(shù)

Vrwm：可承受電壓，反向關斷電壓

Irwm：在工作電壓下測得的流過TVS管的最大電流；---工作電壓的靜態(tài)功耗問題

Vbr：擊穿電壓：當IR達到1mA時的最大工作電壓，此時TVS管的阻抗驟然降低，處于雪崩擊穿轉態(tài)；

VC：最大鉗位電壓：當TVS管承受瞬態(tài)高能量沖擊時，管子中流過過大電流，峰值電流IPP，端電壓有VBR上升到VC值就不在上升了，從而實現(xiàn)了保護作用；

Cj：結電容，信號端口需要考慮：測試條件是在1MHZ頻率下測得的；

三、TVS管的選型

1、TVS管的反向關斷電壓VRWM與最大工作電壓關系如下：

直流供電：V RWM≥V工作

交流供電：V RWM≥V 工作*1.414

2、浪涌測試的TVS管的選型----考慮溫度降額

3、TVS管的功率換算：

以TPSMB36A 為例

給的功率是在10/1000us的PPM功率，當測試ESD的測試時，ESD的測試脈沖波形為30ns，就是說找到對應的脈寬，與其對應的PPM，看是否符合要求；

4、信號的TVS管結電容的選型

一定要注意傳輸信號頻率或傳輸速率。當信號頻率或傳輸速率較高時，營選用 低電容系列的關系，TVS管結電容容值限制與信號傳輸速率對應關系如圖：

工作的頻率不能超過其對應的容值。

四、TVS管的應用

1、當?shù)碗娙菹盗胁粷M足要求時，應通過串聯(lián)高速二極管組成的橋電路降低電容

2、芯片ESD的防護

在信號接口進行浪涌或靜電防護設計時，如果TVS的殘壓 過高，導致芯片不能承受時，可以在TVS后面信號上串聯(lián)電阻進行，從而降低芯片上所到的殘壓

當TVS管的鉗位電壓選擇最小的型號，也不能滿足芯片或IC的工作電壓時：

（1）VRWM≥5V

（2）VC=VR+V芯片

3、在信號接口進行浪涌防護設計時，如果TVS功率不夠時，可以采用前面加功率電阻（或者PTC）進行分壓限流，從而降低TVS管上所承受瞬態(tài)能量。

當TVS管的前端泄放電流很大時，TVS管無法承受時，可以在其前端增加功率電阻降低TVS管承受的IPP電流

（1）V/Rs＞IPP電流時

（2）V/（Rs+R）來滿足TVS管的IPP；

4、在信號接口進行浪涌防護設計時，如果雷電能量特別大時，這時可以采取壓敏電阻+退耦電感+TVS管方式進行；

UTVS管的殘壓+U電感≥u

U電感=L*di/dt i時0-IMAX t：V的上升時間

5、在電源接口進行浪涌防護設計時，如果雷電能量特別大時，這時可以采取壓敏電阻+退耦電感+TVS管方式進行；

UTVS管的殘壓+U 電感≥u壓敏電阻的電壓（大電流電壓）

U 電感=L*di/dt i時0-IMAX t：V的上升時間

五、PCB應用中的注意事項

1、防護器件靠近接口位置

2、防護器件靠近接口位置，走線需要短，尤其是信號的ESD防護器件

3、接口進行ESD防護設計，TVS管防護器件到信號走線以及GND的PCB走線需要盡可能地短，案例分析：

圖中看書TVS地兩端已經(jīng)是90V，如果TVS管的千位電壓為10V，那施加在IC上的電壓就是90+10=100V，此時就失去了TVS管的作用。

4、其中雷擊測試中，較為常見的PCB走線寬度：

5、DC24V的端口防護：7637-5a

6、232接口防護：

7、USB3.0接口防護

D3D4需要結電容很??；

8、POE接口

D1與 V1共模對滴防護

差模防護：TVS5用作電源防護，后加壓敏電阻（精細+粗略）

TVS1-TVS4在查分線上注意結電容的大小；

9、浪涌測試的TVS管的選型----考慮溫度降額

當產(chǎn)品長時間處于某一溫度時，需要考慮溫度對TVS管帶來的降額問題；