TVS管作用及其應(yīng)用電路設(shè)計(jì)與分析

TVS管的選取
　　計(jì)算選取時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
① TVS額定反向關(guān)斷電壓VWM應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。
② 最小擊穿電壓VBR=VWM/KBR (其中，KBR=0.8～0.9)。
③ TVS的最大箝位電壓VC應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓，即VC=KC×VBR (其中，KC=1.3)。
④ 在規(guī)定的脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護(hù)電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。

TVS管的作用
　　TVS管是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10-12秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數(shù)字照相機(jī)的保護(hù)、共模/差模保護(hù)、RF耦合/IC驅(qū)動(dòng)接收保護(hù)、電機(jī)電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪聲的抑制等各個(gè)領(lǐng)域。

TVS管與壓敏電阻器的比較
　　目前，國內(nèi)不少需進(jìn)行浪涌保護(hù)的設(shè)備上使用的是壓敏電阻器。TVS管一般用于電快速瞬變脈沖群的防護(hù)，其特性比壓敏電阻器優(yōu)越得多，具體特性參數(shù)的比較表5所列。
表5 TVS管與壓敏電阻器的比較

TVS管的應(yīng)用實(shí)例
交流電路
　　圖4為微機(jī)電源采用TVS管作線路保護(hù)的原理圖。

圖4 微機(jī)電源部分原理圖
　　下面就圖4中的線路保護(hù)加以說明。
① 在進(jìn)線的交流220 V處加雙向TVS管D1，以抑制220 V交流電網(wǎng)中的尖峰干擾。雙向TVS管D1的

選取D1時(shí)根據(jù)上述參數(shù)，通過查表即可得到。
② 在變壓器進(jìn)線處加上抗干擾的電源線濾波器，以消除小尖峰干擾。
③ 在變壓器輸出端交流20 V處加上雙向TVS管D2，再一次抑制干擾。雙向TVS管D2的

選取D2時(shí)根據(jù)上述參數(shù)，通過查表即可得到。
④ 整流濾波輸出直流10 V時(shí)，加上單向TVS管D3抑制干擾。單向TVS管D3的

選取D3時(shí)根據(jù)上述參數(shù)，通過查表即可得到。
　　通過如上4次抑制，得到了所謂的“凈化電源”。為了防雷擊等浪涌電壓，還可在交流220 V進(jìn)線端加上壓敏電阻器，以便更有效地防止干擾進(jìn)入計(jì)算機(jī)的CPU及存儲(chǔ)器中，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。