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)，會對電子設(shè)備造成嚴重損害。為保障設(shè)備穩(wěn)定運行，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聯(lián)防護方案表現(xiàn)出色。

浪涌的危害與防護需求

浪涌電壓具有幅值高、持續(xù)時間短的特點，能在瞬間產(chǎn)生巨大能量。當它作用于電源輸入端時，會沖擊電子元件，導(dǎo)致元件性能下降甚至損壞，進而影響整個設(shè)備的正常運行，造成數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)癱瘓等嚴重后果。因此，必須在電源輸入端設(shè)置防護電路，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)電壓保護器件。它具有極快的響應(yīng)時間，通常在皮秒級別，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，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。不過，其功率容量相對較小，在面對高能量浪涌時，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，通常在納秒級別，且鉗位電壓精度不如 TVS 二極管，在浪涌過后可能會有一定的殘壓。

級聯(lián)防護方案的優(yōu)勢與原理

將 TVS 二極管與壓敏電阻進行級聯(lián)，可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，實現(xiàn)更全面、有效的浪涌防護。在這種方案中，壓敏電阻作為第一級防護，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，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)時間。

TVS 二極管作為第二級防護，在壓敏電阻初步限壓后，迅速導(dǎo)通，將電壓進一步精確鉗位在設(shè)備能夠承受的安全電壓之下，確保設(shè)備免受浪涌損害。這種級聯(lián)防護方式，既解決了 TVS 二極管功率容量小的問題，又彌補了壓敏電阻鉗位電壓精度低的不足，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補。

應(yīng)用與展望

TVS 二極管與壓敏電阻的級聯(lián)防護方案已廣泛應(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，提高級聯(lián)防護方案的可靠性和有效性，為電子設(shè)備提供更強大的浪涌保護，推動電子行業(yè)朝著更安全、穩(wěn)定的方向發(fā)展。