在電子設(shè)備日益普及的今天，電源輸入端面臨的浪涌干擾問題愈發(fā)突出。浪涌，即瞬態(tài)過電壓，可能由雷電、電網(wǎng)切換或大型設(shè)備啟停等原因引發(fā)，會(huì)對電子設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害。為保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，采用有效的浪涌抑制方案至關(guān)重要，其中 TVS 二極管與壓敏電阻的級(jí)聯(lián)防護(hù)方案表現(xiàn)出色。

浪涌的危害與防護(hù)需求

浪涌電壓具有幅值高、持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，能在瞬間產(chǎn)生巨大能量。當(dāng)它作用于電源輸入端時(shí)，會(huì)沖擊電子元件，導(dǎo)致元件性能下降甚至損壞，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行，造成數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)癱瘓等嚴(yán)重后果。因此，必須在電源輸入端設(shè)置防護(hù)電路，將浪涌電壓限制在安全范圍內(nèi)。

TVS 二極管與壓敏電阻的特性

TVS 二極管是一種高效的瞬態(tài)電壓保護(hù)器件。它具有極快的響應(yīng)時(shí)間，通常在皮秒級(jí)別，能在浪涌出現(xiàn)的瞬間迅速導(dǎo)通，將電壓鉗位在安全水平。同時(shí)，TVS 二極管的鉗位電壓精度高，能為電路提供精確的電壓保護(hù)。不過，其功率容量相對較小，在面對高能量浪涌時(shí)，可能因承受不住而損壞。

壓敏電阻則是一種以氧化鋅為主要原料的非線性電阻元件。它的特點(diǎn)是通流容量大，能夠承受較大的浪涌電流，適用于吸收高能量浪涌。但壓敏電阻的響應(yīng)速度相對較慢，通常在納秒級(jí)別，且鉗位電壓精度不如 TVS 二極管，在浪涌過后可能會(huì)有一定的殘壓。

級(jí)聯(lián)防護(hù)方案的優(yōu)勢與原理

將 TVS 二極管與壓敏電阻進(jìn)行級(jí)聯(lián)，可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)更全面、有效的浪涌防護(hù)。在這種方案中，壓敏電阻作為第一級(jí)防護(hù)，首先承受大部分浪涌能量，利用其大通流容量的特性，將浪涌電壓初步限制在一定范圍內(nèi)。同時(shí)，壓敏電阻的緩慢響應(yīng)也為后續(xù)的 TVS 二極管爭取了寶貴的響應(yīng)時(shí)間。

TVS 二極管作為第二級(jí)防護(hù)，在壓敏電阻初步限壓后，迅速導(dǎo)通，將電壓進(jìn)一步精確鉗位在設(shè)備能夠承受的安全電壓之下，確保設(shè)備免受浪涌損害。這種級(jí)聯(lián)防護(hù)方式，既解決了 TVS 二極管功率容量小的問題，又彌補(bǔ)了壓敏電阻鉗位電壓精度低的不足，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)。

應(yīng)用與展望

TVS 二極管與壓敏電阻的級(jí)聯(lián)防護(hù)方案已廣泛應(yīng)用于通信、電力、工業(yè)控制等領(lǐng)域的電子設(shè)備中。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對浪涌防護(hù)的要求也越來越高。未來，研究人員將繼續(xù)優(yōu)化這兩種器件的性能，提高級(jí)聯(lián)防護(hù)方案的可靠性和有效性，為電子設(shè)備提供更強(qiáng)大的浪涌保護(hù)，推動(dòng)電子行業(yè)朝著更安全、穩(wěn)定的方向發(fā)展。