TVS保护原理和参数解读

什么是TVS，怎么选型TVS？

一、TVS保护的原理

TVS（Transient Voltage Suppression，瞬态电压抑制二极管）其原理和稳压二极管比较相似，是利用反向击穿稳定电压，但TVS管的响应速度要远远快于稳压管。当TVS管的受到反向瞬态高能量冲击时，它能以极高的速度（亚纳秒级）将两级间的阻抗变为低阻抗，因此具有很好的浪涌功率吸收能力，将两级之间的电压钳位在一个预定值，有效的保护电路后端元器件。

二、TVS参数的解读

如下是一个击穿电压为6.8V的 TVS管的datasheet。

TVS电气参数

结合如下的TVS工作特性曲线，我们来了解这些参数。

TVS工作特性曲线

Vrwm：指的是最大反向工作电压，也指关断电压。在最大的反向电流IR下，测试出的电压, 一般Vrwm是(0.8~0.9)Vbr。关断电压需要大于等于电路正常工作电压，但是不能大太多，和Vbr也有关系，大太多，可能导致TVS不起作用。Vrwm需要大于电路在正常工作时候的电压，一般如果一个12V的系统，我们TVS的Vrwm可以选择（12V1.3=15.6V)。

Ir@Vrwm：最大反向漏电流。

Vbr@It：指的是通过规定的测试电流It时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压，即从此点开始TVS被雪崩击穿。

Max Ipp：最大反向峰值脉冲电流。

Vc@Max Ipp：指在特定的Ipp电流时，浪涌经过TVS钳位住的电压。最大的钳位电压Vc要小于大于电路中最大的工作电压。一般如果一个12V的系统，最大电压可能会达到18V，我们TVS的Vbr可以选择（18V*1.5=27V)。

Ppk(8*20us)：指的是TVS器件上瞬间通过的最大功率值，有10/1000us和8/20us两种不同的能量波形。等于钳位电压Vc和峰值脉冲电流Ipp的乘积，反映了TVS器件的浪涌抑制能力，额定的最大脉冲功率，必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。

C：指的是寄生电容，当TVS在高速信号，如ETH(以太网）,USB。一般选择小于pf越小越好。如果低速信号，一般可选择几十pF左右。

10/1000us和8/20us为两种不同的浪涌测试波形，两种波形能量不一样。8/20us脉冲指的是8us达到100%Ipp，20us达到50%Ipp。

优点：

1、响应速度快(ps级)、瞬态功率大、漏电流低；

2、击穿电压有从6.8V~550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用；

3、钳制电压较准确(±5%)；

缺点：

1、结电容比较大(十几pF~几百pF);

2、耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差，通流量一般在0.52A~544A的范围内;

三、TVS使用方法和注意事项

1.TVS需要靠近保护接口；

2.根据电路的传输速率选择合适的极间电容；

3.TVS的Vrwm和功率需要选择合适的参数；

4.交流电路选择双向TVS，直流电路选择单向TVS。

5.在高速信号使用TVS要注意寄生电容。