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从EMC设计看TVS二极管的选型要点

来源：发布日期 2020-07-24 14:30:47浏览：-

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电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中满足要求的能力，不对其环境中的任何设备产生不可容忍的电磁干扰。目前业界已形成共识，产品设计涉及的EMC设计越早，成本越低。因此，这是解决PCB设计中EMC问题的最佳途径，也是成本最低的方法。在这篇EMC设计分析的介绍中，ASIM将重点介绍TVS瞬态抑制二极管的选择和应用。

TVS二极管又称瞬态抑制二极管，其特点是工作期间电压幅值高，瞬态能量大。瞬态电压叠加在电路的工作电压上，导致“过电压”和电路损坏。TVS是一种特殊的半导体硅材料二极管，与电路并联使用。通常情况下，TVS处于关闭状态，显示高阻抗。当出现浪涌脉冲电压时，它以NS量级的速度由高阻抗转变为低阻抗，吸收浪涌功率，使浪涌电压通过自身到达地面，从而保护电路不受侵犯。

TVS管主要用于RS485电路、RS232接口、USB接口、VGA接口等，需要防静电和热插拔端口。

TVS瞬态抑制二极管选择要点:

1. TVS的击穿电压应高于用户的正常工作电压，并预留一定的裕量。

2. 根据不同的应用程序接口选择使用双向或单向TVS。

单向TVS通常用于直流电源接口。

两路TVS一般用于交流电源接口和通信接口。

3.根据要通过的浪涌电平选择不同功率的TVS机

TVS瞬态抑制二极管选择指南:

1. 首先确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、额定标准电压和电路的“高端”公差。

2. TVS的额定反向关断电压(VWM)应大于或等于被保护电路的最大工作电压。如果选择的VWM过低，器件可能会进入雪崩状态，或者反向泄漏电流过大会影响电路的正常运行。

3.TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的破坏电压。

4. TVS的最大脉冲峰值功率PW必须大于在保护电路中可能出现的脉冲峰值功率。

5. 在确定TVS的最大箝位电压后，脉冲峰值电流应大于暂态浪涌电流。

6. 为了保护数据接口电路，有必要选用电容值C尽可能低的TVS器件。

7. 有a的TVS二极管比没有a的TVS二极管有更好的色散。

8. 一般采用单向TVS二极管进行直流保护，双向TVS二极管进行交流保护，TVS阵列器件进行多路保护，TVS专用保护模块进行大功率保护。在特殊情况下，如RS-485和RS-232保护，可选择双向TVS二极管或TVS阵列。

9. TVS二极管可在- 55℃至+ 150℃之间工作。当TVS需要在变温下工作时，其反向泄漏电流ID随着温度的升高而增大，功耗随着TVS结温的升高而减小，因此在选择TVS时应考虑温度变化对其特性的影响。

10. TVS二极管可用于串并联，具有串并联分压和并联分流功能。但是，考虑到TVS的离散性，应尽量减少串并联的数量。

11. 单极或双极-经常有一个误解，认为双向TVS是用来抑制反向浪涌脉冲，这不是情况。双向TVS是用于交流电或正负双向脉冲。TVS有时用来降低电容。如果电路只有正向电平信号，那么单向TVS就足够了。TVS二极管的工作方式为:在正向浪涌时，TVS处于反向雪崩击穿状态;在反向浪涌中，TVS类似于正偏置二极管来传导和吸收浪涌能量。在低电容电路中则不是这样。应使用双向TVS来保护电路中的低电容器件不受反向浪涌的影响。