鉴于此本文经过剖析TVS器材的特性和首要参数及其作业原理，提出了TVS能够有用的维护TN电源体系、直流电源、信号线路及晶体管集成电路等，其使用规模广，且安全牢靠，一起给出了TVS器材在各种电路设计中的典型使用维护电路。使用时应当针对不同的维护目标及电路的相关参数来选用适配元件。
0 导言
电网中的工频过电压、谐振过电压及瞬态过电压，包含操作过电压和雷电过电压，这些风险浪涌能量无法泻放或吸收，而侵入电气设备内部电路，就能影响电子设备的正常作业，乃至会焚毁电路;而集成数字电路简单受ESD/EFT(静电放电/电快速瞬变脉冲群)等浪涌电压搅扰，或许会形成作业反常、死机，乃至损坏并引发其他的安全问题。使用TVS器材对电路进行精细维护，可有用地使电子线路中的精细元器材免受各种浪涌脉冲的损坏。本文对TVS器材的特性及使用作详细剖析与研讨有重要意义。
1 TVS 的结构及分类
TVS 瞬态电压抑制器是在稳压二极管的基础上开展而来的，是一种二极管方式的新式高效能维护器材。
TVS一般选用二极管式的轴向引线封装结构，TVS的中心单元是芯片，芯片首要资料为半导体硅片或晒片，芯片有单极型和双极型两种结构，单极型TVS有一个PN结，双极型TVS有两个PN结。TVS芯片的PN结经玻璃纯化维护由引线引出，再经改性环氧树脂封装制成。
TVS瞬态电压抑制器有单极性与双极性之分，单极性只对一个方向的浪涌电压冲击起维护效果，双极性瞬态二极管对相反的极性浪涌电压冲击都起维护效果，相当于两只稳压管反向串联，它长处是结电容小，呼应时刻短，功率大。单向TVS多用于直流和已知方向的信号电路，双极性TVS 多用于沟通和改变的信号电路，TVS阵列多用于多线维护。TVS管也能够与二极管串联，使用二极管寄生电容较小的特点来下降总寄生电容，能够完成对高速信号端口的维护。TVS串行接入电路能够分电压，并行接入能够分电流，但在使用中应操控串/并数量，TVS在使用过程中有必要考虑环境温度及温度改变状况对TVS特性的影响，由于温度上升会使TVS反向漏电流添加，功耗下降。别的，TVS按峰值功率可分为500 W,1 000 W,1 500 W,5 000 W等多种类型。
2 TVS 的首要参数及选用
2.1 最小击穿电压VBR
最小击穿电压VBR 等于1 mA 的测验电流经过TVS时，TVS 南北极的电压值。VBR 依据其与规范值的离散程度分为两种：VBR(5%)与VBR(10%)。
2.2 额外反向作业电压VWM
TVS反向作业时，在规则的IR条件下，TVS南北极的电压值称为额外反向作业电压VWM.一般状况，VWM=(0.8~0.9)VBR,离散度为5%的TVS,VWM=0.85VBR(5%);离散度为10%的TVS,VWM=0.81VBR(10%)。VWM值的挑选要适中，VWM值既要大于等于US(最大继续作业电压)，又要与US值相挨近，挑选太大或太小都不能安全牢靠维护电路。
2.3 最大反向脉冲峰值电流IPP
TVS 反向作业时，在规则的脉冲条件下，TVS 答应经过的最大峰值脉冲电流称为最大反向脉冲峰值电流，峰值脉冲电流IPP应大于电路瞬态浪涌电流。
2.4 最大钳位电压VC
当脉冲峰值电流IPP流过TVS时，其南北极的最大峰值电压为最大钳位电压。VC为TVS的电压维护水平，是选用TVS 非常要害的参数，应小于被维护电路耐压水平UW,不然TVS 将失掉维护效果。TVS 钳位系数等于VC VBR ,钳位系数取值一般在1.2~1.4规模内。
2.5 峰值脉冲功率Ppp
峰值脉冲功率等于TVS答应经过的最大峰值脉冲电流IPP 与最大箝位电压VC 的乘积。Ppp 值与脉冲波形、脉冲时刻及环境温度有关。在使用中要依据电路的特性和作业环境确认电路预期瞬态浪涌电流及或许呈现的瞬态浪涌脉冲功率，峰值脉冲功率Ppp 应考虑20%的安全裕量，据此确认TVS额外脉冲功率Pppm.额外脉冲功率应大于被维护器材或线路或许呈现的峰值脉冲功率。一起，电路设计有必要仔细考虑重复施加脉冲能量的累积，其能量不该超越TVS器材的脉冲能量额外值。
2.6 电容C
TVS的电容量由其芯片的面积和偏置电压来确认，其偏置电压与电容值C 成反比。在使用中要依据电路持性挑选适宜的电容规模，电容大会使信号丢失，对信号起调制效果，引起搅扰。
2.7 反向漏电流ID
当额外反向作业电压VWM 加于TVS南北极时，TVS处于反向关断状况，流过TVS 的电流称为反向漏电流，ID值应小于或等于其最大反向漏电流。
2.8 钳位呼应时刻TC
钳位呼应时刻是指TVS南北极电压从零升至最小击穿电压VBR的时刻，TVS的TC小于1×10-12 s,仅为1 ps.
3 TVS 的特性剖析
3.1 TVS的伏安特性
TVS能维护晶体管电路，是靠伏安特性起箝位效果，见图1.当TVS管电压为反偏，且坐落0~VBR时，TVS管呈高电阻状况;当反偏电压超越VBR时，流经TVS管电流敏捷添加，进入低电阻导通状况，从高电阻状况到低电阻状况延时只要ps数量级。TVS管两头电压被箝制在VC以下，经过电压脉冲往后，TVS管又康复高阻状况。
3.2 TVS的钳位特性
TVS属限压型浪涌维护器材，能对过电压起钳位效果，将浪涌电压约束在安全耐压规模内，然后维护后边的负载电路。依据电路的基本理论，依照环路电压剖析法，从图2能够看出，电路的输出电压Voutput可由式(1)得到：
若设浪涌电压Vg为8 kV,Rg为330 Ω，RS为0.14 Ω，TVS的VBR为6 V,则i≈24 A,那么由式(1)得Voutput=10 V.
使用TVS的钳位特性，将8 kV风险浪涌电压削减到10 V的安全电压。需求留意的是，以上电路应满意Rg>RS+RLoad>RS这一条件。
4 TVS 的使用
4.1 TVS在TN电源体系的使用
雷电过电压波、负载开关等人为操作过错引起的过电压简单经过供电线路侵入电气电子设备内部，形成电气电子设备失效、误动作，乃至形成设备的永久性损坏，形成严峻经济丢失。经过在电源线路上设备浪涌吸收设备MOV 和TVS,施行两级维护，并对L、N 线进行共模、差模维护。具体做法是在线路的前端设备MOV 作为榜首级SPD维护，泄扩大部分雷电流，在线路的结尾(设备前端)设备大功率TVS作为第二级SPD维护，进一步削弱过电压波幅值，将电网电压降至E/I安全耐压规模之内，如图3所示。要留意的是，MOV与TVS应到达电压和能量的和谐与合作，AB之间的线路长度不该小于5 m,不然应添加线路长度或设备退耦器材。
4.2 TVS在网络信号线路的使用
TVS不只能够用于电源体系的浪涌防护，还能够用于信号线路的浪涌维护，选用气体放电管GDT 与TVS管组合成信号浪涌维护器，其特点是反响快，漏流小，简直对信号无损耗，能够对高速网络线路供给安全、牢靠的维护，如图4所示。
