TVS通常是用来抑制一些瞬态大能量如静电、浪涌、冲击等,抑制静电时,一般单独使用TVS就可以,但是,在抑制浪涌和冲击时,因为能量比较大,通常是用在防护电路的次级,防护电路初级通常为大通流的气体放电管、压敏电阻等,因为这些器件响应速度慢,会有很大的残压,所以次级用 TVS做精细保护,初级和次级防护器件中间通常使用电感和电阻退耦,一般电源上使用电感,不消耗能量,而信号线上使用电阻,防止电感对高频信号产生影响。
使用TVS时,通常需要关注关断电压、响应电压、箝位电压、最大通流量、响应时间、结电容、功率等。关断电压是指TVS不动作的电压,大于关断电压,TVS将逐渐响应;响应电压为TVS完全动作的电压,箝位电压为TVS动作后电压稳定值,通常情况下,两者分别取需要保护工作电路电压的1.1倍和1.2倍左右,最大通流量需要考虑浪涌及冲击试验的等级,根据测试等级及发生器内阻做简单的估算,TVS响应时间都很小,通常为ns级,高速信号使用TVS时要考虑结电容,避免对高速信号产生影响,如百兆以太网TVS结电容不超过15pF等,TVS的功率为箝位电压与峰值电流(最大通流量)的乘积,通常TVS封装上会有如5KW等,这个就是指TVS的功率。
实际使用TVS时需要注意,其随温度结电容变化很大,而规格书上常温时的结电容没有意义,所以对速率比较高的信号,通常建议使用与二极管串联的TVS,降低结电容,另外TVS有单向的,也有双向的,一般厂家推荐单极信号如直流电源选单向的,平衡信号如差分对选双向的,实际选用时,建议选双向的,首先两个价钱基本一样,其次静电浪涌冲击等都有正负两个极性,可以双向保护。
另外如果选择TVS时通流量不够,可以将两个TVS并联,此时通流量加倍,响应电压等不变,但如果TVS串联,响应电压增倍,同流容量不变,特别注意,此时的TVS要为同一厂家、同一型号、同一批次的产品,否则可能达不到想要的效果甚至会带来负面的影响。
TVS失效的模式是短路,这个可以用万用表进行简单的测量确定。
前面说过TVS的用途,可以看出来,一般都是用在I/O 口或需要做静电的接口,另外在如复位等对静电敏感的信号线上也使用。
这两年市场上也出现了一种全新的TVS(见后面插图),具有传统TVS的所有特点,但通流量很大,可以在电路防护中代替初级防护器件如气体放电管和压敏电阻等,而且残压也很低,但是价钱特别贵,100RMB多一个,小型化设备对空间要求较高时可以使用,如果对空间要求不是很高,这种TVS的成本比传统的方案要高很多,没必要使用。
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