TVS(Transient Voltage Suppressor)二極管是一種專(zhuān)門(mén)用于保護(hù)電路的元器件，它能夠在瞬間吸收過(guò)高的電壓脈沖，使被保護(hù)系統(tǒng)不受損壞。本文將介紹TVS二極管的工作原理、參數(shù)、應(yīng)用、選擇和注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)的講解。

一. 什么是TVS二極管

TVS二極管(Transient Voltage Suppressor，瞬態(tài)電壓抑制二極管)，TVS二極管的特點(diǎn)是具有高響應(yīng)速度、低穩(wěn)態(tài)電阻、高峰值功耗能力和極低的反向漏電流等優(yōu)良性能。它可以在納秒級(jí)別內(nèi)啟動(dòng)，使電路設(shè)備在高電壓沖擊事件中獲得更好的保護(hù)。

TVS二極管是一種保護(hù)用的電子零件，可以保護(hù)電器設(shè)備不受導(dǎo)線引入的電壓尖峰破損壞。有單向的及雙向的。

單向:TVS二極管在順向操作時(shí)類(lèi)似整流子，但在其設(shè)計(jì)允許承受很大的峰值電流，1.5KE系列的瞬間功率可以到1500 W。

雙向:TVS二極管可以視為是二個(gè)極性相反的雪崩二極管相串聯(lián)，再和要保護(hù)的電路并聯(lián)。雖然在電路中會(huì)標(biāo)示為二個(gè)二極管，不過(guò)實(shí)際元件是將二個(gè)二極管封裝在同一個(gè)包裝中。

TVS二極管是目前市場(chǎng)上普遍使用的一種有效能電路保護(hù)器件，它的外型與普通二極管相同，分為軸式和貼片兩大類(lèi)，它的主要作用：能吸收高 達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，它的主要特點(diǎn)是在反向應(yīng)用條件下，當(dāng)承受一個(gè)高能量的大脈沖時(shí)，其工作阻抗立即降至較低的導(dǎo)通值，從而允許大電流通過(guò)，同時(shí)把電壓箝制在預(yù)定水平，其響應(yīng)時(shí)間只 為10-12毫秒。因此，可有效地保護(hù)電子線路中的精元器件。那么雙向TVS可在正反兩個(gè)方向吸收瞬時(shí)大脈沖功率，并把電壓箝制到預(yù)定水平，雙向 TVS適用于交流電路，單向TVS一般用于直流電路。可用于防雷擊、防過(guò)電壓、抗干擾、吸收浪涌功率等，是一種理想的保護(hù)器件。

二.參數(shù)

TVS二極管的主要參數(shù)包括最大反向工作電壓、最大峰值放電電流、最大反向浪涌電流等。

最大反向工作電壓指的是TVS二極管可承受的最大反向電壓。超過(guò)該電壓，TVS二極管將失去保護(hù)能力。

最大峰值放電電流指的是TVS二極管在被電壓脈沖擊打時(shí)，能夠吸收的最大電流。

最大反向浪涌電流指的是TVS二極管在被電壓脈沖擊打后，能夠承受的最大反向浪涌電流。

三. TVS二極管的工作原理

TVS二極管的工作原理基于Zener效應(yīng)，即當(dāng)PN結(jié)兩側(cè)的電壓超過(guò)某一臨界值時(shí)，PN結(jié)會(huì)發(fā)生擊穿瞬間導(dǎo)通的現(xiàn)象。TVS二極管是一種特殊設(shè)計(jì)的Zener二極管，它能夠承受更高的電流和功率，使其在瞬態(tài)高壓事件中具有更好的保護(hù)能力。TVS二極管的工作原理基于與正常二極管相似的單向?qū)щ娦再|(zhì)。但不同的是，當(dāng)外界電壓超出某個(gè)特定范圍時(shí)，TVS二極管會(huì)迅速變成低阻抗?fàn)顟B(tài)，將電壓過(guò)載脈沖吸收掉，并且阻止這些脈沖進(jìn)入到被保護(hù)的電路中，從而保護(hù)電路系統(tǒng)不受到電壓峰值的侵害。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入電路的電壓超過(guò)TVS二極管的工作電壓范圍時(shí)，TVS二極管會(huì)立即啟動(dòng)，將多余的電荷導(dǎo)向地線或其他低阻抗路徑上，從而避免電路設(shè)備受到過(guò)壓損壞。

四. TVS二極管的應(yīng)用

由于TVS二極管的響應(yīng)速度快、脆弱性強(qiáng)和限制電壓穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此它被廣泛應(yīng)用于各種電子電路的瞬態(tài)保護(hù)和ESD防護(hù)領(lǐng)域。下面是幾個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景：

電源保護(hù)：TVS二極管可以用于保護(hù)電源輸入端不受電源線電壓的過(guò)沖和過(guò)壓損壞。

通訊接口保護(hù)：TVS二極管可以用于保護(hù)串口、網(wǎng)口、USB接口等通訊接口的設(shè)備不受雷電、ESD等突發(fā)電壓事件的損壞。

汽車(chē)電子：TVS二極管可以用于汽車(chē)電子中來(lái)抵御模擬電路和數(shù)字電路中的過(guò)壓事件，保護(hù)汽車(chē)電器設(shè)備不受過(guò)壓、浪涌和ESD等影響，防止因汽車(chē)起動(dòng)、熄火、突然剎車(chē)等發(fā)生的電壓干擾而導(dǎo)致設(shè)備故障。

電子設(shè)備：在各類(lèi)電子設(shè)備中，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等，TVS二極管被廣泛應(yīng)用于保護(hù)關(guān)鍵電路不受瞬變電壓的影響。

工業(yè)自動(dòng)化：工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中也需要使用TVS二極管來(lái)保護(hù)PLC、DCS等關(guān)鍵控制器的穩(wěn)定運(yùn)行。

在選擇TVS二極管時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)因素：

峰值功耗能力：根據(jù)瞬態(tài)高峰電壓的大小和持續(xù)時(shí)間，選擇具有足夠峰值功耗能力的TVS二極管。

工作電壓：TVS二極管的工作電壓必須大于被保護(hù)系統(tǒng)的最高電壓。

極限耐受功率：根據(jù)被保護(hù)系統(tǒng)的功率需求選擇適當(dāng)?shù)腡VS二極管。

響應(yīng)時(shí)間：TVS二極管必須能夠在被保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)迅速響應(yīng)，防止損壞。

最大脈沖電流：TVS二極管的最大脈沖電流必須大于或等于被保護(hù)系統(tǒng)的最大脈沖電流。

工作溫度范圍：選擇TVS二極管時(shí)要確保其能夠在被保護(hù)系統(tǒng)的工作溫度范圍內(nèi)正常工作。