一、TVS管的介紹

(1)TVS是干精細(xì)活的防護器件，主要應(yīng)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(yīng)時間(亞納秒級)和相當(dāng)高的浪涌吸收能力;

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

(4)導(dǎo)通階段-浪涌沖擊電壓從高阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榈刈杩刮绽擞抗β剩弘妷荷仙?、電流上?

(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：

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二、TVS管的參數(shù)

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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(guān)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(guān)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(yù)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(fù)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。

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(5)TVS管相關(guān)參數(shù)

Vrwm：可承受電壓，反向關(guān)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(dāng)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(zhuǎn)態(tài);

VC：最大鉗位電壓：當(dāng)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(jié)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

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1、TVS管的反向關(guān)斷電壓VRWM與最大工作電壓關(guān)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

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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(dāng)測試ESD的測試時，ESD的測試脈沖波形為30ns，就是說找到對應(yīng)的脈寬，與其對應(yīng)的PPM，看是否符合要求;

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4、信號的TVS管結(jié)電容的選型

一定要注意傳輸信號頻率或傳輸速率。當(dāng)信號頻率或傳輸速率較高時，營選用 低電容系列的關(guān)系，TVS管結(jié)電容容值限制與信號傳輸速率對應(yīng)關(guān)系如圖：

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工作的頻率不能超過其對應(yīng)的容值。

四、TVS管的應(yīng)用

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

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2、芯片ESD的防護

在信號接口進行浪涌或靜電防護設(shè)計時，如果TVS的殘壓 過高，導(dǎo)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

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當(dāng)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(shè)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。

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當(dāng)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(shè)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;

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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(shè)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;

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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(yīng)用中的注意事項

1、防護器件靠近接口位置

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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

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3、接口進行ESD防護設(shè)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：

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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。

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4、其中雷擊測試中，較為常見的PCB走線寬度：

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5、DC24V的端口防護：7637-5a

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6、232接口防護：

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7、USB3.0接口防護

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D3D4需要結(jié)電容很小;

8、POE接口

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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(xì)+粗略)

TVS1-TVS4在查分線上注意結(jié)電容的大小;

9、浪涌測試的TVS管的選型----考慮溫度降額