一．TVS 管概述

 

TVS（Transient Voltage Suppressor）瞬態電壓抑製器。當兩極受到反向瞬態高能量衝擊時，能以 10 的負 12 次ci方fang秒miao量liang級ji的de速su度du，將jiang兩liang極ji間jian的de高gao阻zu抗kang變bian為wei低di阻zu抗kang，使shi兩liang極ji間jian的de電dian壓ya箝qian位wei於yu一yi個ge預yu定ding值zhi，有you效xiao地di保bao護hu電dian子zi線xian路lu中zhong的de精jing密mi元yuan器qi件jian。在zai浪lang湧yong電dian壓ya作zuo用yong下xia，TVS 兩極間的電壓由額定反向關斷電壓 VWM 上升到擊穿電壓 VBR，而被擊穿，隨著擊穿電流的出現
，流過 TVS 的電流將達到峰值脈衝電流 IPP，同時在其兩端的電壓被鉗位到預定的最大鉗位電壓 VC 以下，其後
，隨著脈衝電流按指數衰減，TVS 兩極間的電壓也不斷下降，最後恢複到初態
；TVS 管有單向與雙向之分，單向 TVS 管的特性與穩壓二極管相似，雙向 TVS管的特性相當於兩個穩壓二極管反向串聯。

 

二．其主要特性參數

 

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 不導通的最高電壓，在這個電壓下隻有很小的反向漏電流 IR。 2、擊穿電壓 VBR：TVS 管通過規定的測試電流時的電壓，這是表示 TVS 管導 通的標誌電壓。 3、脈衝峰值電流 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。在同一個係列中
，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 管流過脈衝峰值電流 IPP 時兩端所呈現的電壓。 5、脈衝峰值功率 Pm： 脈衝峰值功率 Pm 是指 10/1000μs 波的脈衝峰值電流 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
，其浪湧電流承受能力越大，在給定的功耗 PM 下
，鉗位電壓越 低，其浪湧電流的承受能力越大；另外，峰值脈衝功耗還與脈衝波形，持續時間和環境溫度有關：典型的脈衝波形持續時間為 1ms

，當施加到二極管上的脈衝波形持續時間小於 TP，則隨著 TP 的減小脈衝峰值功率增加；TVS 所能承受的瞬態脈衝式不重複的，如果電路內出現重複性脈衝，應考慮脈衝功率的累積可能損壞 TVS。 6、穩態功率 P0：TVS 管也可以作穩壓二極管用
，這時要使用穩態功率。 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 的響應時間。 8
、峰值電流波形：A、正弦半波 B
、矩形波 C 、標準波（指數波形） D
、三角 波 TVS 峰值電流的試驗波形采用標準波（指數波形），由 TR/TP 決定。 峰值電流上升時間 TR: 電流從 0.1IPP 開始達到 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後，下降到 0.5IPP 值的時間。 下麵列出典型試驗波形的 TR/TP 值： EMP 波：10ns /1000ns 閃電波：8μs /20μs 標準波：10μs /1000μs

 

三．優點及缺點

 

優點：響應速度快（為 ns 級）
、瞬態功率大、漏電流低；其 10/1000μs 波脈衝功率從 400W～30KW
，脈衝峰值電流從 0、52A～544A；擊穿電壓有從 6、8V～550V 的係列值，便於各種不同電壓的電路使用。 缺點：耐浪湧衝擊能力較放電管和壓敏電阻差
； 穩壓二極管：反應較慢
；一般用於電壓精度要求高的地方（一般較小）
，防浪湧，擊穿電壓精準，各壓值檔都有；齊納擊穿
； 壓敏電阻：與穩壓二極管相似

，但不可恢複；

 

四．選型依據及注意事項：

 

1、 TVS 的最大反向鉗位電壓 VC 應小於被保護電路的損壞電壓； 2、TVS 的額定反向關斷電壓 VWM 要大於或等於被保護電路的最大工作電壓

， 若選用的 VWM 太低
，器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常 工作
； 3、 交流電壓隻能用雙向 TVS； 4
、在規定的脈衝持續時間內，TVS 的最大峰值脈衝功率 PM 必須大於被保護電路可能出現的峰值脈衝功率，在確定了最大鉗位電壓後
，其峰值脈衝電流應大於瞬態浪湧電流
； 5、結電容是影響 TVS 在高速線路中使用的關鍵因素，在這種情況下，一般用一個 TVS guanheyigekuaihuifuerjiguanyibeiduibeidefangshilianjie，youyukuaihuifuerjiguanyoujiaoxiaodejiedianrong，yinererzhechuanliandedengxiaodianrongyejiaoxiao，keyimanzugaopinshiyongdeyaoqiu； 6、需要考慮降額使用的應用； 應用場合：功率開關電路；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生的瞬時脈衝；抑製電機，斷電器線圈，螺線管等感性負載產生的瞬時脈衝電壓；控製係統的輸入輸出端；

 

使用注意事項：

 

1、對瞬變電壓的吸收功率峰值與瞬變電壓脈衝寬度間的關係
，手冊給的隻是特 定脈寬下的吸收功率峰值，實際線路中的脈衝寬度則變化莫測，事前要有估計，對寬脈衝應降額使用
； 2
、對小電流負載的保護
，可有意識地在電路中增加限流電阻
，隻要限流電阻的 阻值合適
，不會影響線路的正常工作，但限流電阻對幹擾所產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 管來對小電流負載電路進行保護； 3
、對重複出現的瞬變電壓的抑製
，要注意 TVS 管的穩態平均功率是否在安全範圍之內； 4
、環境溫度升高時要降額使用，TVS 管的引線長短

，它與被保護線路的相對距 離；

 

五．應用舉例

 

直流電路中選用舉例： 整機直流工作電壓 12V，最大允許安全電壓 25V（峰值）
，浪湧源的阻抗 50MΩ，其幹擾波形為方波

，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 計算出方波脈衝峰值功率： PPR=VC×IP=20×50=1000W 4
、計算折合為 TP=1MS 指數波的峰值功率
，折合係數 K1=1.4

， PPR=1000W÷1.4=715W 交流電路選用舉例： zhiliuxianlucaiyongdanxiangshunbiandianyayizhierjiguan，jiaoliuzebixucaiyongshuangxiangshunbiandianyayizhierjiguan。jiaoliushidianwangdianya，zhelichanshengdeshunbiandianyashisuijide
，youshihaiyudaoleiji（雷電感應產生的瞬變電壓）所以很難定量估算出瞬時脈衝功率 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 保護直流穩壓電源實例：

 

 

tuzhongshiyigezhiliuwenyadianyuan
，bingyoukuodadianliushuchudejingtiguan

，zaiqiwenyashuchuduanjiashangshunbiandianyayizhierjiguan，keyibaohushiyonggaidianyuandeyiqishebei，tongshihaiketuzhongshiyigezhiliuwenyadianyuan

，bingyoukuodadianliushuchudejingtiguan，zaiqiwenyashuchuduanjiashangshun

變(bian)電(dian)壓(ya)抑(yi)製(zhi)二(er)極(ji)管(guan)，可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)使(shi)用(yong)該(gai)電(dian)源(yuan)的(de)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei)，同(tong)時(shi)還(hai)可(ke)以(yi)吸(xi)收(shou)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)集(ji)電(dian)極(ji)到(dao)發(fa)射(she)極(ji)間(jian)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)壓(ya)，保(bao)護(hu)晶(jing)體(ti)管(guan)，建(jian)議(yi)在(zai)每(mei)個(ge)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)端(duan)加(jia)一(yi)個(ge)TVS 管，可以大幅度提高整機應用的可靠性；

 

還有用 TVS 保護晶體管
，集成電路
，可控矽，功率 MOS 管（在柵源之間加上 瞬變電壓抑製二極管，可防止柵極擊穿），繼電器等
； 繼ji電dian器qi的de觸chu點dian往wang往wang用yong大da電dian流liu去qu開kai關guan電dian動dong機ji等deng大da電dian流liu電dian感gan負fu載zai，而er電dian感gan在zai開kai關guan時shi有you很hen高gao的de反fan電dian勢shi，而er且qie有you較jiao大da的de能neng量liang

，往wang往wang把ba觸chu點dian燒shao壞huai或huo擊ji穿chuan產chan生sheng電dian弧hu等deng，必bi須xu對dui觸chu點dian采cai取qu保bao護hu，抑yi製zhi電dian弧hu的de產chan生sheng，以yi保bao護hu繼ji電dian器qi。但dan是shi這zhe種zhong電dian弧hu產chan生sheng的de浪lang湧yong電dian流liu很hen大da，過guo去qu采cai用yong電dian容rong或huo者zhe用yong電dian容rong串chuan聯lian電dian阻zu、二極管
、二極管串聯電阻等抑製方案
，現在采用瞬變電壓抑製二極管方案效果更好。

 

 

 

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