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瞬态抑制二极管（TVS）选型核心要素解析-ASIM阿赛姆

来源：发布日期 2025-08-19 14:59:16浏览：-

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一、电压参数定义与选型准则

1. 反向截止电压（VRWM）

   • 选型公式：VRWM ≥ 电路最大工作电压 × 1.2
   • 示例：5V±10%系统需满足 VRWM ≥ 5.5V × 1.2 = 6.6V
   • 失效机制：VRWM过低将导致常态漏电流超标（实测数据：VRWM=4V应用于5V系统，25℃漏电流达120μA）

2. 动态钳位电压（Vc）

   • 约束条件：Vc(max) < 被保护IC耐受电压
   • 实测对比：

     型号	Ipp=10A时Vc	Ipp=50A时Vc	电压漂移率
     SMAJ5.0A	9.4V	14.2V	+51%
     ESDA6V1S	8.2V	10.5V	+28%

二、功率耐受能力计算模型

浪涌能量吸收公式：
能量 E = 时间积分（Vc(t) × Ipp(t)）dt

行业标准波形参数：

选型验证：

• 已知条件：IEC61000-4-5 等级4（6kV/3kA 8/20μs）
• 计算：最小能量 E_min = 0.5 × 电感L × Ipp² = 0.5 × 10μH × (3000A)² = 45J
• TVS要求：峰值脉冲功率 Pppm > E_min × K / t = 45 × 1.0 / (20 × 10??) = 2.25MW → 选15KP系列（15kW）

三、高频参数约束表

四、行业应用合规性要求

五、失效模式与防护设计

1. TVS失效机理

   • 热失效：结温 > Tj(max)（硅器件通常175℃）
   • 电失效：Ipp > Ipp(max)导致金属层熔断

2. 多级防护电路设计

   输入 → [气体放电管GDT] → [π型滤波器] → [TVS] → 被保护电路                 │               │                阻抗Z1          阻抗Z2 
   

   • 参数要求：
     GDT击穿电压 > 1.5 × TVS反向截止电压
     GDT通流量 > 3 × TVS峰值脉冲电流

六、前沿技术参数（2024）

结语
    TVS选型需严格遵循电压匹配、功率验证、高频参数约束三项基本原则。设计阶段应进行SPICE仿真（推荐模型：Littelfuse SPICE Kit），并通过IEC 61000-4标准实测验证。器件必须满足应用场景的强制认证要求（如AEC-Q101/ISO16750）。