Vishay TVS瞬态电压抑制器 选用技术文档

为大功率和混合动力汽车优化的

Vishay负载突降保护器件

上网时间：2009-01-25 作者：Sweetman Kim 高级应用经理Vishay通用半导体台湾有限公司

中心议题：

?汽车负载突降保护的重要性

?几种负载突降保护电路和器件的比较

?什么是负载突降、相关基础知识和计算方法的介绍

?介绍Vishay用于大功率和混合动力汽车负载突降的保护器件

解决方案：

?Vishay大功率硅TransZorb? TVS可用来防止易受攻击的电路受到电气过应力的影响

?Vishay的大功率硅TVS的箝位电压<37 V，满足汽车应用稳压器对37 V至40 V最大输入电压范围的要求

?为满足75V的最大齐纳箝位电压，1-2个串联的Vishay负载突降器件即可把负载突降电压抑制在该电压

汽车生产状况及预测

全球轻型汽车产量——百万辆

42 V系统(包括中型混合动力汽车)——轻型汽车总数百分比

混合动力汽车

汽车负载突降保护的重要性

今天，汽车中并联在供电线路上的许多电子控制器和设备与三、四十年前生产的汽车有了很大的不同。那时汽车中的唯一的电子设备就是汽车收音机。今天，一辆汽车中配备了若干电子设备，其中一些是与安全驾驶有关的，而这些电子设备的故障会引起汽车操作严重的麻烦。

这类并联的电子系统如图1所示，所有连接在供电线路上的电子系统的保护器件不可能平均分担瞬态能量。瞬态能量对连接的那些最低阻抗的保护器件的影响尤为严重。因此，在汽车电子设计中，一个保护器件要能够安全地承受负载突降状态瞬变的全部能量。图2是出现故障的仪表板（cluster panel）负载突降的照片，其故障原因在于，流经这个器件的电流没有与汽车中另一个电子单元中的其他保护器件共同分担。

负载突降保护电路和器件的比较

有几种类型的电路或器件可应用于负载突降保护，而且一些器件的制造商可以使之满足负载突降保护功能的需要。典型的瞬态电压保护可以划分为如图3所示的三种操作类型。

硅。雪崩击穿二极管、齐纳二极管、可控硅型TVS和MOV是这种保护类型的自触发器件。其优势在于简单的结构，而不利则是要求开关器件具有大功率能力。当负载出现故障或电气短路时，通常可以使用自恢复截止开关进行大电流保护。某些电源管理IC集成了这个功能，以便为客户提供简单的设计并节省空间。其优势在于保护器件不需要处理大电流，因此可以减小空间，而缺点是在负载突降状态下开关截止功率期间，需要大存储电容器为负载提供能量。

线性稳压器型在控制供电方面具有良好的特性，缺点是需要大功率晶体管来消除输出电压之间的电压差异

和器件本身的高浪涌电压。在抑制模型下，负载突降状态下的自恢复截止和线性稳压器具有高阻抗，而这种高能量会流向连接电子或电力设备的保护最差的器件。这就是通用设计拓扑结构的负载突降保护采用分流型的原因。利用Crow bar和箝位型等操作特性可以将分流型保护电路划分为两组。当器件处于导通状态时，Crow bar操作类似于电气短路，不适用于汽车的保护。

汽车电子系统常见的保护方法是将高电压值箝制到器件或电路的设定电压，而Vishay通用半导体有各种额定功率的用于负载突降保护的产品系列。用于负载突降保护的流行器件是―雪崩击穿二极管‖、―齐纳二极管‖和―金属氧化物变阻器‖。

金属氧化物变阻器类似于陶瓷电容器，其基本结构是合成氧化锌（ZnO）化合物，它具有双向击穿特性，可以无方向保护反向输入。在结构方面，多层和多路（multi pass）结构的MOV在响应高能瞬变方面存在一定的时延。同时，处于连续瞬变下的MOV微粒的疲劳会导致箝位电压和浪涌能力下降（参见脚注）。

齐纳二极管类似于雪崩击穿二极管，由于具有比雪崩击穿二极管更低的浪涌功率能力，其主要应用是调节而不是防止高能量瞬变。Vishay通用半导体的雪崩击穿二极管型负载突降系列，适用于各种负载突降仿真测试的高能瞬变，以及快速响应和高可靠性的实际应用。

电池和发电机，两者的输出电压都不稳定，会受到温度、操作状态和其他条件的影响。此外，由于这些系统使用了螺线管负载，如燃料喷射、气门、发动机、电气和水解控制器，ESD、尖峰噪声和各种瞬变及浪涌电压都会进入电源及汽车系统的信号线。

什么是负载突降？

在引擎运行过程中断开电池时，要由发电机向汽车的电力线提供电流，就会出现最糟糕的浪涌电压情况。这种情况就是―负载突降‖，大多数汽车制造商和行业协会都为这种负载突降情况规定了一个最高的电压、

A-2所示。这种情况的两个著名的测试仿真是：用于14 V传动系统的美国的ISO-7637-2 Pulse 5和日本的JASO A-1，以及用于27 V传动系统的JASO D-1。在本节中，我们将讨论14 V传动系统负载突降的TVS应用。

如图A-3所示，Vishay的大功率硅TransZorb? TVS可用来防止易受攻击的电路受到电气过应力的影响，以确保高可靠性。至于初级保护，TVS可以吸收负突降条件下的高能量。|

I）负载突降测试的规范和结果

表1是用于14 V传动系统的美国的ISO-7637-2 Pulse 5和日本的JASO A-1测试的仿真。两项测试的电压波形如图A-4a所示。

对ISO-7637-2测试条件来说，标准条件为65 V至87 V的VS范围，Ri（线路电阻）的范围为0.5 ?至4 ?。一些汽车制造商为基于ISO-7637-2 Pulse 5的负载突降测试规定了不同的条件。负载突降TVS的峰值箝位电流是由以下公式A-1计算出来的：

负载突降状态的额定功率是由内阻表示的，由该公式得到了一个发电机的内阻，如公式A-1所示。

以上公式适用于当前传统的小型旅行车使用的常见的发电机，其线路电阻为：60 A输出发电机的最小Ri

为1.1 Ω，120 A输出发电机为0.6 Ω。ISO 7637-2规定了负载突降情况下的浪涌条件为5-6-5 c）。

C)在5-6-5测试脉冲的5a和ISO-7637-2的5b中规定了―该脉冲是由峰值电压Us、箝位电压Us*、内阻Ri和脉冲持续时间td决定的；在所有情况下，低Us值与低Ri和td值有关，而高Us值与高Ri和td值有关。‖

但是，Us、Ri和td没有明显的匹配。汽车工程师们是在汽车制造商的标准下进行器件和电子单元的测试。Vishay每个额定功率的负载突降系列都可以满足ISO-7637-2的要求，而不仅是汽车制造商的测试规范。

表A-2所示为Vishay的大功率硅TVS在不同测试规范下的测试结果。

表A-2：Vishay的负载突降TVS箝位电压

这些测试中Vishay的大功率硅TVS的箝位电压低于37 V，满足汽车应用稳压器对37 V至40 V的最大输入电压范围的要求。

图A-5a所示为JASO A-1测试中SM5A27的电流和电压波形。

图A-5b所示为ISO 7637-2测试中负载突降TVS故障的箝位电压和电流。箝位压降接近为零，而流经器件的电流增加到了线路电阻允许的最大值。

表A-3所示为Vishay的负载突降TVS在各种负载突降测试条件下的失败率。SM8S24A是ISO-7637-2 Pulse 5测试最大额定值条件下最强大的器件。

ISO-76372最大测试条件下的峰值电流可以由以下公式计算：

IPP =（Vin – Vc）/Ri =（110 – 35）/0.5 = 150 A

II）两组Vishay负载突降TVS

Vishay有两种类型的汽车电子初级保护负载突降TVS：EPI PARTVS和Non-EPI PARTVS。PAR TVS的产品组列在表A-4当中。

两组产品在反向偏压模式下的击穿工作特性类似。差异在于EPI-PAR TVS在正向模式下具有低VF的特性，而Non-EPI PAR TVS在相同条件下具有比较高的VF，如表A-5所示。这个特性对提供给电力线的反向电压非常重要。

大多数CMOS IC和LSI的反向电压能力都十分糟糕。在-1 V以下，MOSFET的栅极在反向电压方面也很薄弱。在反向电源输入模式下，电力线的电压与TVS正向压降（VF）相同。这种反向偏压模式会引起电路故障。对于这个问题，低正向压降EPI PAR TVS是一个很好的解决方案。

另一种防止电路受到反向电源输入影响的方法是在电力线上采用一个极性保护整流器，如图A-7所示。一个极性保护整流器应该有足够的正向电流额定值和正向浪涌，以及反向电压能力。Vishay拥有各种用于极性保护以及宽工作温度范围和卓越电气特性的标准整流器和肖特基整流器。备注：所有测试数据均为典型值，而且存在±5 %的容差。

III）汽车电力线的次级保护

汽车系统中保护电路的初级目标是高电位浪涌电压，但是箝位电压仍然很高，如表A-1和B-1所示。次级保护对24 V传动系统尤为重要，如在卡车和货车当中。其主要原因是汽车应用中大多数稳压器和DC-DC 转换器IC的最大输入电压是45 V至60 V。

在24 V测试条件下，初级保护TVS的击穿电压如表B-1所示。这些将导致在稳压器、仪表总成集成电路和其他电子设备上出现高电压。

R可以减少瞬态电流，有助于次级保护使用较小功率额定值的TVS。电子单元中微处理器和逻辑电路的电流要求是150 mA至300 mA，最小输出电压的12 V电池在–18℃条件下为7.2 V，而在相同条件下的24 V电池为14.4 V。

在上述条件下的24 V电池中，300 mA负载的电源电压在R = 20 ?时为8.4 V；在最低电压为14.4 V的电池（–18℃时的24 V电池电压）条件下，R = 10 ?时为11.4 V。

备注：所有测试数据均为典型值，而且存在±5 %的容差。

图B-2：JASO D-1测试的箝位电压和电流波形采用了20 ?电阻器的TPSMC36A

- Vc = 37.8 V

- Ipp = 0.7 A

IV）大型发电机和中型混合动力汽车的负载突降保护

一些发电机制造商发布了新一代汽车的大型发电机和集成式起动机/发电机（皮带传动发电机（belt alternator）系统或起动-停止系统）。目前的传统发电机的输出是14 V，功率为60至120 A，而应用于汽车的采用改进技术的大功率大型发电机为14 V，220至300 A，这种汽车配备了电动助力便利系统，如电子制动系统、电动助力转向、信息、娱乐、驾驶辅助和其他功能。

用于中型混合动力系统的ISG（集成式起动机/发电机），轻型汽车为14 V，120 A，而在制动和停车期间没有燃料喷射时，空转引擎为42 V，60至80 A输出

大型发电机

对于14 V系统的大型发电机来说，由以下ISO7637-2和ISO-8854的公式1）得出的220 A的发电机内阻为0.33 Ω，300 A型的内阻为0.24 Ω。

在负载突降条件下，用户需要抑制35 V的浪涌电压，浪涌抑制器将处理比同样条件下的目前传统发电机更大的电流。图C-2显示了Vishay通用半导体各种条件下负载突降系列的最大能力。

SM8S22A可以利用87 V Us条件下的0.5 Ω Ri，65 V Us条件下的0.3 Ω，将汽车电子设备的普通DC-DC 转换器IC或线性稳压器箝位电压抑制在37 V以下，以用于引擎ECU、雨刷控制器、ABS、安全气囊，仪表板，雨刷控制器等等。Vishay负载突降系列的这种大功率能力可以成本有效地用于大型发电机的安全运行。请参阅文件I）负载突降测试规范和结果，II）两组Vishay负载突降TVS章节了解更多细节信息。

用于中型混合动力汽车的42 V ISG（ISA）

负载突降保护

在长期无视和仍在争论汽车采用42 V左右的系统的运行安全和稳定性的时候，最近一些中型混合动力汽车使用了42 V电源总线和发电机。42 V电源系统的基本概念是实现比12 V电源系统更高的功率效率和减轻汽车中电力线束的重量。这种新型42 V电源系统对半导体元件的影响在于比12 V系统需要高得多的绝缘强度。

Vishay的负载突降系列为以具有成本效益的方式抑制包括负载突降瞬变在内的瞬变和浪涌做好了准备。

图C-4所示为DIN和ISO标准提出的规定的电压水平。

图C-4考虑到了汽车电子中半导体的最大输入电压的约定是75 V的需求，某些Vishay负载突降系列可以满足42 V电源系统的要求。

为了满足75 V的最大齐纳箝位电压，一至两个串联的Vishay

电压抑制在这个电压。峰值负载突降电压是由重载卡车应用的27 V系统演变而来的。ISO7637-2规定的42 V发电机的线路电阻是70 A 3.1 Ω，110 A输出型则为2 Ω。单个SM8S43A或SM8S36A可以将3 Ω线路电阻条件下的174 V的负载突降电压抑制到55至60 V，而不出现故障。对于高输出的42 V发电机来说，在负载突降状态下内阻会降低而电流将增加，瞬态电压抑制器可以处理更大的电流。

图C-6是两个串联TVS的典型应用，图C-7是各种线路电阻和电压条件下两个串联的负载突降TVS的功率能力。

至少，两个串联的SM5S22A箝位负载突降电压输入为174 V，线路电阻为2 Ω，而SM6S22A或SM8S22A 具有更低的箝位电压和更低的线路电阻。

负载突降测试的波形如图C-8所示，最大箝位电压为174 V，Ri=1.25 Ω时为6 V±1V，流经负载突降TVS 的电流是95至100 A。这将使42 V电源网络（PowerNet）半导体电平的精度比75 V更低，汽车中每个电子单元的次级保护器件可在这个箝位电压与最大工作电压之间的范围进行箝制。

42 V电源网络的反向极性保护

12 V电源系统中的极性反向规范习惯上通常允许在25℃条件下1分钟以内为–2 V，而常用解决方案在汽车中每个电子单元的电源输入线上使用一个整流器，以降低电流损耗，如图C-9所示，这不适用于大电流应用。

极性保护二极管规范是由负载电流和输入电压确定的，通常使用400 V级别的标准恢复整流器，因为ISO 7637-2 test pulse 3a的–12 V电源系统为-150 V，而ISO 7637-2 pulse 1的24 V系统为-600 V整流器。

在改进的技术或中型混合动力汽车中采用了许多大电流应用，如停车时无喷射的发动机驱动引擎，以及作为电动助力转向和电子制动系统的液压动力控制，都要求大电流，而且中型混合动力汽车中的14 V电力线还需要DC-DC转换器模块。

大电流应用极性保护的一种解决方案是使用高正向电流能力的整流器，或者是在电力线中使用没有极性保护二极管的负载突降TVS，如图C-10所示。

这种应用的基本工作概念和局限性是；

?- 负载突降TVS旁路所有反向偏压电流

?- 大电流时的正向压降应该低于2 V

?-

Vishay负载突降系列可以满足上述所有条件，第一个条件是整流器的基本功能，第二个条件是通过表1满足的。Vishay负载突降系列的正向压降在100 A电流条件下低于1.7 V。第三个条件取决于保险丝类型和额定值。

标准型汽车保险丝是快动作和不规定时间与电流关系的。一家典型快动作保险丝制造商规定，在600 %额定值时开路时间最小为30 ms，最大为100 ms。

用于汽车的典型20 A慢动作（slo-blo）型保险丝规定的120 A的开路时间为1秒，400 A时为10 ms。

汽车中电力电缆或普通跳线启动（jump start）0.01 Ω，而计算反向偏压的浪涌电流的通用规范在14 V条件下为0.035 Ω或0.050 Ω。Vishay负载突降系列SM5S的正向浪涌能力是500 A，SM6S为600 A，而8.3 ms热启动SM8S型为700 A正弦波。每个系列的熔断率（I2T）是1000 A2S、1500 A2S和2000 A2S。电路利用了20 A 慢动作型保险丝和反向偏压的36 V电池，冲流可以低于700 A 峰值（36 V-VF）/0.05 Ω，而保险丝规范规定的慢动作保险丝的开路时间小于5 ms，SM8S可以旁路这个巨大的电流，而不会造成器件故障或损坏电子单元。

结论

汽车的新趋势是需要更多的电子控制和更多的电能，发电机也比过去更大。中型混合动力汽车中使用较大的发电机或集成式起动机/发电机，瞬变和浪涌能量的增加也比负载突降条件下的传统汽车更多，负载突降保护对汽车安全更加重要，而Vishay半导体元件可以为这个新的趋势提供方便、简单、具有成本效益和高可靠性的解决方案。

瞬态电压抑制二极管

瞬态电压抑制二极管Transient Voltage Suppressors（TVS） 概述 电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因，常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷击干扰及静电放电等,瞬态干扰几乎无处不在、无时不有,使人感到防不胜防。幸好,一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到了有效抑制TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）或称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达1*１0-12秒）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。 TVS的特性及其参数（参数表见附表） https://www.wendangku.net/doc/3f13033286.html,S的特性 如果用图示仪观察TVS的特性，就可得到图1中左图所示的波形。如果单就这个曲线来看,TVS管和普通稳压管的击穿特性没有什么区别，为典型的PN结雪崩器件。但这条曲线只反映了TVS特性的一个部分，还必须补充右图所示的特性曲线，才能反映TVS 的全部特性。这是在双踪示波器上观察到的TVS管承受大电流冲击时的电流及电压波形。图中曲线1是TVS管中的电流波形，它表示流过TVS管的电流由1mA突然上升到峰值，然后按指数规律下降，造成这种电流冲击的原因可能是雷击、过压等。曲线2是TVS管两端电压的波形，它表示TVS中的电流突然上升时，TVS两端电压也随之上升，但最大只上升到VC值，这个值比击穿电压VBR略大，从而对后面的电路元件起到保护作用。

用于汽车电子保护的瞬态电压抑制器(TVS)

V I S H A Y G E N E R A L S E M I C O N D U C T O R A P P L I C A T I O N N O T 瞬态电压抑制器应用笔记 用于汽车电子保护的瞬态电压抑制器(TVS ) Vishay 的二极管业务部以声誉卓著的Vishay General Semiconductor 品牌，提供领先的汽车电子瞬态电压抑制器产品。 重要的TVS 参数包括功率等级、关态电压、击穿电压和最大击穿电压等级。I) TVS 的重要参数 功率等级 TVS 的功率等级是在特定的测试或应用条件下的浪涌吸收能力。Vishay 的TVS 产品使用业内标准的10 μs/1000 μs 脉冲波形(Bellcore 1089标准)做为测试条件，如图1所示。 这个测试条件不同于TVS ESD 测试的8 μs/20 μs 脉冲波形，如图2所示。 图1. TVS 的测试波形图2. TVS ESD 的测试波形 作者： 高级应用经理 Soo Man (Sweetman) Kim,击穿电压、最大击穿电压和关态电压详见数据表，如表1所示。

Transient Voltage Suppressors (TVS) for Automotive Electronic Protection Application Note Vishay General Semiconductor P P L I C A T I O N N O T E V BR AT I T I T (V)(mA) V RM (V)I RM AT V RM (μA)V C AT I PP 10 μs/1000 μs CLAMPING V C AT I PP 8 μs/20 μs T MAX.0-4/°C )A ()V ()A ()V (.x a M .n i M i B i n U SM6T6V8A KE7KE7 6.457.1410 5.80100010.557.013.4298 5.7SM6T7V5A KK7AK77.137.8810 6.4050011.353.014.5276 6.1SM6T10A KT7AT79.5010.5 1.08.5510.014.541.018.62157.3SM6T12A KX7AX711.412.6 1.010.2 5.016.736.021.71847.8SM6T15A LG7 LG7 14.3 15.8 1.01 2.8 1.0 21.2 28.0 27.2 147 8.4表 1 – VISHAY 的SM6T 系列的电特性 （除非另外特别声明，均指在25 °C 的环境温度等级） 型号 击穿电压 器件标识码测试电流关态电压漏电流钳位电压钳位电压BR ) 击穿电压 (V 击穿电压是是器件进入雪崩击穿的电压，根据数据表中指定的电流进行测试。表1中，SM6T6V8A 在10mA 的反向电流下的击穿特性为6.8V ，容差为5%, SM6T10A 在1mA 反向电流下的击穿特性为10V 。 最大击穿电压 (V C :钳位电压) 在指定的峰值脉冲电流等级下，出现在TVS 上的钳位电压等级。TVS 的击穿电压是在非常低的电流下测得的，如1 mA 或10 mA, 与应用条件中实际的雪崩电压是不同的。因此，半导体制造商会指明在大电流条件下的典型或最大击穿电压。表1显示了在10 μs/1000 μs 和8 μs/20 μs 波形下的最大钳位电压。　 关态电压 (V WM ): 工作关态反向电压 关态电压是指TVS 未被击穿时的最大电压，是电路中不在通常条件下工作的保护器件的重要参数。 图3. 电压和电流参数 在汽车应用中，一些汽车电子产品的调节是由“阶跃保护”实现的。这种测试条件是在10分钟内，向12V 的电子设备提供24 V DC 的电压，向24V 电压的电子设备提供36 V DC 的电压，而不造成损坏或电路的故障。因此，对汽车电子产品来说，关态电压是TVS 器件的一个关键参数。

瞬态抑制二极管工作原理及选型应用

瞬态抑制二极管工作原理及选型应用 Socay （Sylvia） 1、产品简述 瞬态电压抑制器（TransientVoltageSuppressor）简称TVS管，TVS管的电气特性是由P-N结面积、掺杂浓度及晶片阻质决定的。其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。TVS广泛应用于半导体及敏感器件的保护，通常用于二级电源和信号电路的保护，以及防静电等。其特点为反应速度快(为ps级)，体积小，脉冲功率较大，箝位电压低等。其10/1000μs波脉冲功率从400W～30KW，脉冲峰值电流从0.52A～544A；击穿电压有从6.8V～550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用。 2、工作原理 器件并联于电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护IC或线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。 3、特性曲线

4、主要特性参数 ①反向断态电压(截止电压)VRWM与反向漏电流IR：反向断态电压(截止电压)VRWM 表示TVS管不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。 ②击穿电压VBR：TVS管通过规定的测试电流IT时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压（P4SMA、P6SMB、1.5SMC、P4KE、P6KE、1.5KE系列型号中的数字就是击穿电压的标称值，其它系列的数字是反向断态电压值）。TVS管的击穿电压有±5%的误差范围（不带“A”的为±10%）。 ③脉冲峰值电流IPP：TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流（8/20μs 波的峰值电流约为其5倍左右），超过这个电流值就可能造成永久性损坏。在同一个系列中，击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。 ④最大箝位电压VC：TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。 ⑤脉冲峰值功率Pm：脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉冲峰值电流IPP 与最大箝位电压VC的乘积，即Pm=IPP*VC。 5、命名规则

浪涌抑制器件特性及选用

浪涌抑制器件特性及选用 浪涌防护器件 目前在防雷浪涌过压的保护器件中主要有：防雷器、放电管、压敏电阻和半导体浪涌保护器。 在防雷器件的使用中按防护同流量能力的大小大致分为防雷器>气体放电管>压敏电阻>SAD （Surge Arrest Device ），从价格上按相同容量的防浪涌器件，SAD 的价格高于放电管，约是压敏电阻的2倍，但SAD 的响应时间最快，同时漏电流也相对较小。以上四种防浪涌器件中，放电管和SAD 都存在有动作后的续流问题，在应用中应加以考虑。 压敏电阻 压敏电阻的特性 金属氧化物压敏电阻的V/I 特性曲线相似于指数函数，可简单表示为：a KV I ，其中K 为陶瓷常数，取决于压敏电阻器的制作工艺材料等，对于金属氧化物压敏电阻指数a 可大于30，压敏电阻的V/I 特性如图1： 图1 压敏电阻的V/I 特性

图2 压敏电阻的等效电路 其中L为引线电感量，C为电容器，Rig为中间相的电阻值，Rv为理想的压敏电阻，Rb为ZnO的导通阻抗。 压敏电阻的工作电压，指在规定的工作电压时，导通电流较小，当所加电压为压敏电压的0.75倍时，压敏电阻的漏电流为uA级别，可忽略不计。脉冲电流，一般指流通过压敏电阻电流波形为8/20us波的瞬态最大脉冲电流。能量耐量，指压敏电阻的能够承受的最大的W。压敏电压，指压敏电阻流通过1mA的电流时，所需能量，其计算为：?=10)()(t t dt t i t v 加在压敏电阻上的电压。响应时间，指压敏电阻对浪涌的响应速度，一般为皮秒到纳秒级别，可和SAD防浪涌器件做比较。温度系数，指温度变化时压敏电阻的V/I特性随着变化，压敏电阻呈负温度特性，当温度升高时，压敏电阻的动作电压、脉冲电流、能量耐量和持续负荷都相应的降低。 压敏电阻发生浪涌过电压冲击时，在压敏电阻上测得的电压峰值既为残压，残压于压敏电压的比值，称为残压比，一般要求残压比小于3。在实际应用中应考虑到残压对保护元件的影响。 过载特性，当脉冲电流大于压敏电阻的规定值时，可导致压敏电阻受到永久性的损伤，此时压敏电阻没有损坏，但动作电压点可能会发生偏移；当输入的脉冲能量远大于其规定值时，将发生通过陶瓷体的击穿，在极端的情况下压敏电阻爆裂；当流通过压敏电阻过高的持续负荷时，将导致ZnO晶粒的融合，产生热击穿，压敏电阻陶瓷体的触点接通面可能因发热导致脱焊。 压敏电阻的应用及保护原理 压敏电阻可应用在通讯、能源、交通、工业、民用等所有电子设备防浪涌场合。按不同的浪涌过电压种类可分为，设备内部过电压，如电感负载的接通、飞狐、静电充电等引起的设备内部过电压，可通过计算出最坏情况下的条件来选用压敏电阻；外部过电压，强的电磁场、电网波动、雷电影响等都可造成外部的过电压。对于外部浪涌过电压因其波形、振幅和频繁度在大多数情况下是未知的或是很不明确的，这对需要保护的电路布置的参数设置选择是相当困难的。在对外部浪涌过压防护元件的选用上，可参考典型电源网络进行计算，但由于当地都存在有较大的差异性，，因此对于可靠的过电压保护装置，在选用上必须留有较大的余量参数。 压敏电阻的保护原理如图3：

TVS瞬态电压抑制二极管(钳位二极管)原理参数

TVS瞬态电压抑制二极管（钳位二极管）原理参数 瞬态电压抑制二极管(TVS)又叫钳位二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。 瞬态电压抑制二极管允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压钳制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件。耐受能力用瓦特(W)表示。 瞬态电压抑制二极管的主要电参数 （1）击穿电压V(BR) 器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。 （2）最大反向脉冲峰值电流IPP 在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。IPP与最大钳位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。 使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。 瞬态电压抑制二极管的分类 瞬态电压抑制二极管可以按极性分为单极性和双极性两种，按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如：各种交流电压保护器、4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。若按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。 瞬态电压抑制二极管的应用 目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/ 直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、M P3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱

智能过电压综合抑制柜SHK-XGB

智能过电压综合抑治柜SHK-XGB 说明书 上海合凯电力保护设备有限公司 2013年11月

?概述 我国3-35kV系统中存在如下几种过电压：断路器动作过程中产生的操作过电压、电容元件和非线性电感在一定条件下产生的谐振过电压、雷电时产生的大气过电压和单相接地时产生的弧光过电压等。目前尚无针对这些过电压的完整的保护方案，从而会发生电缆放炮、电动机绝缘击穿、避雷器爆炸和电压互感器烧毁等事故。此类事故发生的原因，除了与系统中安装的过电压保护装置的性能有关外，系统本身的复杂性对过电压装置的选择有着重要的影响，对于不同的系统，选择过电压保护时需考虑系统输电线路的类型，输配电线路的网络结构，负载的性能和系统的接地方式等。 针对如此复杂的系统，难以孤立的使用某种或某几种过电压保护装置来全面抑制各种类型的系统过电压，且这些不同厂家生产的过电压保护产品，因保护特性不能相互匹配，而无法彻底有效的抑制系统过电压。 针对目前中压系统过电压防治的现状，我公司研制生产了智能过电压综合抑治柜（简称抑治柜，型号为SHK-XGB），该柜可消除系统中过电压保护元件及装置的保护死区，优化系统过电压的保护特性。 本装置中所有的主要器件由我公司针对消弧工况研发、试验和生产，使用了我公司3项专利。专利号分别为：ZL 2011 2 0205412.0、ZL 2011 2 0203815.1、ZL 2012 2 0721125.X 。 ?产品的功能、特点 ◆主要元器件功能 ?高能容能量吸收器SHK-LEP

高能容能量吸收器（SHK-LEP），能够有效平缓过电压的上升前沿并消平电压尖峰，并能够耐受过电压产生的超大能量，该专用元件与本公司生产的过电压保护器及消弧柜的保护特性相匹配，可以全面消除系统过电压保护的死区。 2ms的方波电流可以达到3200A。 ?半导体自限流强阻尼抑制器SHK-SIDR SHK-SIDR半导体自限流强阻尼抑制器能够消除电压互感器产生的铁磁谐振。限制电压互感器一次绕组的激磁电流突增，防止因电压互感器一次绕组电流增加，熔断器熔断后因能量不足不能灭弧引发的母线短路事故。 装置安装在PT中性点与地之间，采用了正温度技术，利用电阻的阻尼作用，可破坏其谐振条件，使谐振消除。在正常运行状态下电阻为0，不改变PT的零序回路，因此不会影响互感器的测量精度，也不会放大中性点不平衡电压；在谐振发生时，电阻趋于∞，相当于互感器不接地，也就破坏了零序谐振回路。 ?防磁饱和式PT SHK-USPT SHK-USPT系列防磁饱和式电压互感器是一种特殊的变压器，按比例变换电压。它被广泛应用于供电系统中向测量仪表和继电器的电压线圈供电，实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。 产品采用的励磁技术，其主绝缘为树脂材料，采取真空浇注后再压力注射，保证产品的绝缘性能优良。确保产品各种工况的用户单位。同时产品的抗饱和系数可以做到3.5倍。 产品采用了优质硅钢片，降低工作磁密，从而保证了在最大的过电压下互感器不饱和，不会与输电线路的电容发生谐振。铁芯及线圈采用特殊性设计，

P6KE瞬态抑制二极管

P6KE瞬态抑制二极管 优恩半导体（UN） 1、P6KE瞬态抑制二极管型号： P6KE6.8、P6KE6.8C、P6KE6.8A、P6KE6.8CA、P6KE7.5、P6KE7.5C、P6KE7.5A、P6KE7.5CA、P6KE8.2、P6KE8.2C、P6KE8.2A、P6KE8.2CA、P6KE9.1、P6KE9.1C、P6KE9.1A、P6KE9.1CA、P6KE10、P6KE10C、P6KE10A、P6KE10CA、P6KE11、P6KE11C、P6KE11A、P6KE11CA、P6KE12、P6KE12C、P6KE12A、P6KE12CA、P6KE13、P6KE13C、P6KE13A、P6KE13CA、P6KE15、P6KE15C、P6KE15A、P6KE15CA、P6KE16、P6KE16C、P6KE16A、P6KE16CA、P6KE18、P6KE18C、P6KE18A、P6KE18CA、P6KE20、P6KE20C、P6KE20A、P6KE20CA、P6KE22、P6KE22C、P6KE22A、P6KE22CA、P6KE24、P6KE24C、P6KE24A、P6KE24CA、P6KE27、P6KE27C、P6KE27A、P6KE27CA、P6KE30、P6KE30C、P6KE30A、P6KE30CA、P6KE33、P6KE33C、P6KE33A、P6KE33CA、P6KE36、P6KE36C、P6KE36A、P6KE36CA、P6KE39、P6KE39C、P6KE39A、P6KE39CA、P6KE43、P6KE43C、P6KE43A、P6KE43CA、P6KE47、P6KE47C、P6KE47A、P6KE47CA、P6KE51、P6KE51C、P6KE51A、P6KE51CA、P6KE56、P6KE56C、P6KE56A、P6KE56CA、P6KE62、P6KE62C、P6KE62A、P6KE62CA、P6KE68、P6KE68C、P6KE68A、P6KE68CA、P6KE75、P6KE75C、P6KE75A、P6KE75CA、P6KE82、P6KE82C、P6KE82A、P6KE82CA、P6KE91、P6KE91C、P6KE91A、P6KE91CA、P6KE100、

瞬态电压抑制二极管

瞬态电压抑制二极管应用指南 第一章 TVS器件的特点、电特性和主要电参数 一、 TVS器件的特点 瞬态（瞬变）电压抑制二级管简称TVS器件，在规定的反向应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压箝制到预定水平，从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦，其箝位响应时间仅为1ps（10-12S）。TVS允许的正向浪涌电流在T A＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A 。 双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。 二、 TVS器件的电特性 1、单向TVS的V-I特性 如图1-1所示，单向TVS的正向特性与普通稳压二极管相同，反向击穿拐点近似“直角”为硬击穿，为典型的PN结雪崩器件。从击穿点到 V C值所对应的曲线段表明，当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上。 2、双向TVS的V-I特性 如图1-2所示，双向TVS的V-I特性曲线如同两只单向TVS“背靠背”组合，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，正反两面击穿电压的对称关系为：0.9≤V(BR)(正)/V（BR）(反)≤1.1，一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压V C就会立刻被抑制掉，双向TVS在交流回路应用十分方便。 三、TVS器件的主要电参数 1、 击穿电压V(BR) 器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。 2、 最大反向脉冲峰值电流I PP 在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。I PP与最大箝位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。 使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率P PR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。

瞬态抑制器SMF6.0CA型号特性

瞬态抑制器SMF6.0CA型号特性 硕凯电子（Sylvia） 一、SMF系列描述 The SMF series is designed specifically to protect sensitive electronic equipment from voltage transients induced by lightning and other transient voltage events. 二、最大额定值 三、功能图 四、产品特性

1、兼容工业标准的SOD-123封装 2、为表面安装应用优化电路板空间 3、低泄漏 4、单向和双向单元 5、玻璃钝化结 6、低电感 7、优良的钳位能力 8、200W的峰值功率能力在10×1000μ波形重复率（占空比）：0.01% 9、快速响应时间：从0伏特到最小击穿电压通常小于1.0ps 10、高温焊接：终端260°C/40秒 11、典型的最大温度系数△Vbr=0.1%x Vbr@25°C x△T 12、塑料包装有保险商实验室可燃性94V-0 13、无铅镀雾锡 14、无卤化，符合RoHS 15、典型失效模式是在指定的电压或电流下出现 16、晶须测试是基于JEDEC JESD201A每个表4a及4c进行的 17、IEC-61000-4-2ESD15kV(空气)，8kV(接触) 18、数据线的ESD保护符合IEC61000-4-2(IEC801-2) 19、数据线的EFT保护符合IEC61000-4-4(IEC801-4) 五、产品图

六、曲线图 七、峰值浪涌

八、包装数量 九、编带说明 十、产品应用 TVS器件非常适合保护I/O接口，Vcc总线和其他应用于电信、计算机、工业和消费电子应用的易损电路。

瞬态抑制二极管选型

瞬态抑制二极管选型 优恩半导体（UN） 瞬态电压抑制二极管选型必须注意以下几点： 1.最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是瞬态电压抑制二极最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压瞬态电压抑制二极是不会产生雪崩的。当瞬态电压抑制二极流过规定的1mA电流(IR)时，加于瞬态电压抑制二极两极的电压为其最小击穿电压V BR。按瞬态电压抑制二极的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5％和10％两种。对于5％的VBR来说，V WM=0.85VBR；对于10％的VBR来说，V WM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准，瞬态电压抑制二极二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD 冲击，部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的可携设备应用，设计者可以依需要挑选元件。 2.最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。VWM是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在瞬态电压抑制二极工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向切断电压VWM加于瞬态电压抑制二极的两极间时它处于反向切断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。 3.最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流I PP。当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过瞬态电压抑制二极时，在其两端出现

的最大峰值电压为VC。V C、IPP反映了瞬态电压抑制二极的突波抑制能力。VC与VBR之比称为钳位因子，一般在1.2~1.4之间。VC 是二极管在截止状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过瞬态电压抑制二极的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则元件面临被损伤的危险。 4.Pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备，一般来说500W的瞬态电压抑制二极就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是瞬态电压抑制二极能承受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下，功耗PM越大，其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗PM下，钳位电压VC越低，其突波电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，瞬态电压抑制二极所能承受的瞬态脉冲是不重覆的，元件规定的脉冲重覆频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01％。如果电路内出现重覆性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏瞬态电压抑制二极。 5.电容器量C。电容器量C是由瞬态电压抑制二极雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与瞬态电压抑制二极的电流承受能力成正比，C太大将使讯号衰减。因此，C是数据介面电路选用瞬态电压抑制二极的重要参数。电容器对于数据/讯号频率越高的回路，二极管的电容器对电路的干扰越大，形成噪音或衰减讯号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小(如LC瞬态电压抑制二极、低电容

浪涌抑制器的作用

浪涌电压抑制器的应用 [摘要]文章结合我国居民信息设备需求的不断增长，阐述了现代住宅居民信息设备瞬态过电压保护的设计原则和浪涌电压抑制器件的分类，重点论述了硅瞬变吸收二极管的特性、参数及其工程选用原则。 [关键词]设计原则 TVS 特性参数工程应用 １设计原则 对于家居信息系统的保护除了做好常规的防雷设施和处理好接地问题外，还应在信息家电的电源端加装相应的过电压保护装置，以消除电网浪涌、雷电感应电压、设备切换等意外事件对信息家电设备的冲击和毁坏。要求进入信息家电内的电源线、信号线应通过防雷、防过压处理，并将设备外壳、室内的金属门、窗、管道等进行等电位处理。 信息家电设备雷电过电压及电磁干扰防护是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段和确保通信线路、设备运行不受干扰必不可缺少的技术环节。信息网络过电压保护必须运用电磁兼容原理将计算机网络局部的防护归结到整体的雷电过电压保护。 网络设备所处的建筑物作为一个欲保护的空间区域，从电磁兼容的角度出发，可由外到内分为几个雷电保护区，现已规定出各部分空间不同的雷电磁脉冲（ＬＥＭＰ）的严重程度。 根据雷电保护区的划分要求，建筑物外部是直击雷区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为０区；建筑物内部所处的位置为非暴露区可将其分为１区、２区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成屏蔽层。电气通道以及金属管则必须通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件在每一穿过点做等电位联结。 ２浪涌电压抑制器件 浪涌电压抑制器件基本上可以分为两大类。第一种类为橇棒（ＣｒｏｗＢａｒ）器件，其主要特点是器件击穿后的残压很低，因此不仅有利于浪涌电压的迅速泄放，而且使功耗大大降低。另外，该类型器件的漏电流小，器件极间电容量小，所以对线路影响很小。常用的撬棒器件包括气体放电管、气隙型浪涌保护器、硅双向对称开关（ＣＳＳＰＤ）等。 另一类为箝位保护器，即保护器件在击穿后，其两端电压维持在击穿电压上不再上升，以箝位的方式起到保护作用。常用的箝位保护器是氧化锌压敏电阻ＭＯＶ，瞬态电压抑制器（ＴＶＳ）等。 保护器分过电压保护元件和过电流保护元件。我们通常所称的“避雷器”和随着国外防雷器件引入的“浪涌抑制器”、“过电压限制器”、放电管、齐纳二极管等都属于电压限制元件。它们的工作原理差不多，但它们之间的通流容量、动作速度、残压等有很大差别。

TVS瞬态抑制二极管(所有型号)

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瞬态电压抑制器(TVS)选型指南及注解

瞬态电压抑制器(TVS)选型指南及注解 作者：时间：2008-08-29 来源:eaw 一、选用指南 1、首先确定被保护电路的最大直流或连续工作电压，电路的额定标准电压和“高端”容限。 2、TVS的额定反向关断电压VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压，若选用的VWM太低，器件有可能进入雪崩状态或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。 3、TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。 4、TVS的最大峰值脉冲功率PW必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。 5、在确定了TVS的最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。 6、对于数据接口电路的保护，必须注意选取尽可能小的电容值C的TVS器件。 7、带A的TVS二极管比不带A的TVS二极管的离散性要好，在TVS二极管A前面加C的型号表示双向TVS二极管。 8、直流保护一般选用单向TVS二极管，交流保护一般选用双向TVS二极管，多路保护选用TVS阵列器件，大功率保护选用TVS专用保护模块。特殊情况，如：RS-485和RS-232保护可选用双向TVS二极管或TVS阵列。 9、TVS二极管可以在-55℃到+150℃之间工作，如果需要TVS在一个变化的温度下工作，由于其反向漏电流ID是随温度的增加而增大；功耗随TVS结温度增加而下降，故在选用TVS时应考虑温度变化对其特性的影响。 10、TVS二极管可以串/并应用，串行连接分电压，并行连接分电流。但考虑到TVS的离散性，使用时应尽可能的减少串/并数量。 二、注解 1、VWM—是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压，当这个反向电压加于TVS两极时，它处于反向关断状态，流过它的电流小于或等于其最大反向漏电流ID。 2、VBR—是TVS最小的雪崩电压。25℃时，在这个电压之前，保护TVS是不导通的。当TVS 流过规定的1mA电流IR时，加于TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。 3、IT—--测试电流。 4、ID—--反向漏电流。 5、VC—当持续时间为20us的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，其两极间出现的最大峰值电压为VC。它是串联电阻和热温升两者电压上升的组合。 6、IPP—最大的峰值脉冲电流。 7、C----电容值（pF）。在收/发的总线接口电路里，选取电容值小的TVS器件尤为有利。 标签：TVS箝位电压VWM VBR IT ID VC IPP

瞬态抑制二极管的特点和应用

瞬态抑制二极管TVS的特点与应用 一、什么是瞬态抑制二极管 瞬态二极管（Transient Voltage Suppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。 硅瞬变吸收二极管的工作有点像普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件；其应用是与被保护设备并联使用。硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。 TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作；也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。 TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。 二、TVS的特性 TVS的电路符号和普通的稳压管相同。其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。 在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，而被击穿。随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。 其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的过程。

过压保护及瞬态电压抑制电路设计

作者周敏捷 利用电池供电的移动设备通常需要通过外置的AC适配器对系统电池进行充电。而不同供电电压的设备间往往共用着相似的电源插座和插头，这些不同电压标准的适配器往往会给用户带来潜在的错插风险，可能导致设备因过高的电压而烧毁。另一方面，来自AC适配器前端的浪涌或者电网的不稳定也有可能导致适配器的输出电压超越设备所能承受的范围。因此，在移动设备设计中就有必要加入充电端口的过压保护电路，以避免上述情况对设备后端电路的破坏。 本文介绍的过压保护电路由过压保护开关（OVP Switch）和瞬态电压抑制器(TVS)组成（如图1），可实现完善可靠的抗持续高电压和瞬间冲击电压的功能。 图1 在整个方案中，核心部分器件为过压保护开关，以美国研诺逻辑科技有限公司（AATI）的过压保护开关AAT4684为例，过压保护开关的内部主要是由控制逻辑电路和PMOS管组成，当OVP端的检测电压高于特定电压阈值之后，逻辑电路就会通过栅极关断PMOS的沟道。由于该PMOS管拥有较高的持续性耐压（28V），因此可以保护后端的元器件不会因前端电源输入异常高压而烧毁（其内部原理如图2所示）。

图2：AAT46842 内部原理图。 通过以下实验可以说明当过压保护开关的输入端出现过高电压时它对后端电路所起到的保护作用。 图3所示为测试所用电路原理图，输入端为12V平稳直流源，电源通过一段长度为1米的导线与AAT4684的输入端相连，CH1为AAT4684输入电压的测试点，CH 2为 AAT4684输出电压的测试点，CH3为其输出电流探测点。将AAT4684的OVP保护电压设为6V（即当电压超过6V后，开关管立刻关闭，以保护输出端的电路）。为体现实际应用中AC适配器的插拔情况，对系统的上电过程通过导线和电源的机械性拔插来实现。

Vishay TVS瞬态电压抑制器 选用技术文档

为大功率和混合动力汽车优化的 Vishay负载突降保护器件 上网时间：2009-01-25 作者：Sweetman Kim 高级应用经理Vishay通用半导体台湾有限公司 中心议题： ?汽车负载突降保护的重要性 ?几种负载突降保护电路和器件的比较 ?什么是负载突降、相关基础知识和计算方法的介绍 ?介绍Vishay用于大功率和混合动力汽车负载突降的保护器件 解决方案： ?Vishay大功率硅TransZorb? TVS可用来防止易受攻击的电路受到电气过应力的影响 ?Vishay的大功率硅TVS的箝位电压<37 V，满足汽车应用稳压器对37 V至40 V最大输入电压范围的要求 ?为满足75V的最大齐纳箝位电压，1-2个串联的Vishay负载突降器件即可把负载突降电压抑制在该电压 汽车生产状况及预测 全球轻型汽车产量——百万辆 42 V系统(包括中型混合动力汽车)——轻型汽车总数百分比

混合动力汽车 汽车负载突降保护的重要性 今天，汽车中并联在供电线路上的许多电子控制器和设备与三、四十年前生产的汽车有了很大的不同。那时汽车中的唯一的电子设备就是汽车收音机。今天，一辆汽车中配备了若干电子设备，其中一些是与安全驾驶有关的，而这些电子设备的故障会引起汽车操作严重的麻烦。 这类并联的电子系统如图1所示，所有连接在供电线路上的电子系统的保护器件不可能平均分担瞬态能量。瞬态能量对连接的那些最低阻抗的保护器件的影响尤为严重。因此，在汽车电子设计中，一个保护器件要能够安全地承受负载突降状态瞬变的全部能量。图2是出现故障的仪表板（cluster panel）负载突降的照片，其故障原因在于，流经这个器件的电流没有与汽车中另一个电子单元中的其他保护器件共同分担。