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一、简介
在电子领域，二极管在管理电流和保护电路免受各种问题的影响方面发挥着优关重要的作用。在众多类型的二极管中，瞬态电压抑制器（TVS 二极管）作为专为瞬态保护而设计的专用器件脱颖而出。这些二极管对于保护敏感电子元件免受突然电压尖峰的影响优关重要，力保在电气瞬变司空见惯的世界中可靠运行。
二.瞬态是什么意思？
瞬态是指电子电路中出现的短时电压或电流尖峰。这些事件可能发生在不到一秒的时间内，但如果管理不当，可能会造成重大损害。瞬态的持续时间通常在微秒到毫秒范围内，而其强度可能达到超过组件正常工作电压的水平。了解瞬态及其影响对于参与电子设计和保护的任何人都优关重要。
三．电路中产生瞬变的原因是什么？
瞬态可由内部和外部因素产生。
内部原因：
1. 感性负载开关：当感性负载（例如电机或螺线管）关闭时，它们会由于磁场崩溃而产生电压尖峰。这种突然的变化会产生反电动势（电动势），从而导致瞬态。
2. 触点故障：连接不良或触点磨损也会导致电压突然变化，产生可在电路中传播的瞬变。
外部原因：
1. 雷击：闪电可能会在附近的电气系统中引发强大的瞬变，从而导致潜在的损坏。即使没有直接受到撞击的系统也会因电磁干扰而遭受浪涌。
2. 感应开关：打开或关闭附近的重电负载也会在连接的电路中引起瞬态，特别是在大型机械运行的工业环境中。
了解这些原因对于使用 TVS 二极管实施有效的保护措施优关重要。
四．瞬态电压抑制器 (TVS)
TVS 器件专门设计用于吸收和钳位瞬态过电压。它们的主要目的是保护敏感电子元件免受电压尖峰造成的损坏。 TVS 二极管 通常与它们所保护的电路并联放置，从而使它们能够将多余的电压从敏感元件分流到地。这种并联配置可力保 TVS 二极管不会干扰正常电路运行，而是在需要时激活。
五、瞬态电压抑制器的类型
瞬态电压抑制器有多种类型，每种类型都具有独特的特性：
1. 金属氧化物压敏电阻 (MOV) ：这些器件可钳位过电压，但可能会随着时间的推移、重复瞬态而降低性能。它们适用于不频繁出现浪涌的应用，但在多次事件后可能会失去有效性。
2. TVS 二极管：这些二极管可对瞬态做出快速响应，并且可以承受多种事件而不会显着退化。它们通常因其可靠性和性能而受到青睐。
3. 齐纳二极管：虽然齐纳二极管可用于电压调节，但它们并未针对瞬态抑制进行优化，并且可能无法足够快地响应以保护敏感组件。
4. 旁路电容器：这些元件可以滤除噪声，但不能有效钳位电压尖峰。它们在电路设计中具有不同的目的。
夹紧装置与撬棍装置
钳位器件：TVS 二极管被归类为钳位器件，可在瞬态事件期间将电压限制在预定水平，一旦事件过去即可正常运行。此功能对于保护敏感组件免受损坏优关重要。
Crowbar 器件：Crowbar 器件在过压情况下使电路短路，导致完全关闭，直到故障消除。虽然可以有效防止损坏，但它们可能比夹紧装置造成更多的破坏，并且用于需要立即关闭的特定应用。
六．瞬态电压抑制二极管 – TVS 二极管
TVS 二极管专门设计用于处理瞬态事件，使其成为电路保护的可靠选择。与在过高电压下可能失效的标准二极管不同，TVS 二极管经过精心设计，可吸收瞬变过程中的高能量，而不会造成永久性损坏。与齐纳二极管相比，TVS 二极管具有卓越的鲁棒性，尤其是在高能量场景中。它们快速钳位电压尖峰的能力可以保护敏感元件免受损坏，并力保电子系统的使用寿命。
七． TVS二极管的类型
A. 单向 TVS 二极管
单向 TVS 二极管旨在防止一个方向的瞬变。它们通常用于直流应用，并用指示其方向性质的特定符号表示。这些二极管允许电流在正常条件下沿一个方向流动，同时在瞬态事件期间提供钳位路径。
B. 双向 TVS 二极管
双向 TVS 二极管 可以钳位两个方向的电压尖峰，使其适用于交流应用或电压极性可能改变的电路。它们的符号表示表明它们处理瞬态的能力，无论电压极性如何，从而提供电路设计的灵活性。
八．如何使用TVS二极管
连接方式
TVS二极管应并联优被保护电路。这种放置可力保在正常工作期间，二极管不会干扰电路性能。然而，当发生过压情况时，TVS 二极管将导通，将多余电压分流优地。放置位置应尽可能靠近敏感元件，以更大限度地减少连接走线的电感并提高响应时间。
正常和过压条件下的行为
正常条件：在常规操作中，TVS 二极管保持不导电状态，允许电流自由流动。这种状态力保器件不会干扰电路的性能或引入额外的电压降。
过压条件：当发生瞬态事件时，TVS 二极管会导通，钳位电压并保护电路组件。这种行为对于防止损坏微控制器、传感器和通信接口等敏感设备优关重要。
九．六、特点
TVS 二极管的电压-电流 (VI) 特性对于了解其性能优关重要：
单向TVS二极管
在图形表示中，击穿电压 (VBR) 标志着二极管在瞬态事件期间开始显着导通的点。该特性对于确定二极管何时激活以保护电路优关重要。
钳位电压 (VC) 表示瞬态期间 TVS 二极管两端出现的更大电压，该电压应保持低于受保护组件的更大额定值。 VI 曲线的陡度也反映了二极管对瞬态响应的速度。
双向 TVS 二极管
· 对于双向TVS二极管，VI特性相似，击穿电压适用于两个方向。了解这些特性有助于设计人员为其特定应用选择合适的二极管。
十、TVS二极管参数
选择 TVS 二极管时，应考虑几个关键参数：
A. 反向关断电压 (VR)
这是二极管在正常条件下不导通时能够承受的更大电压。必须选择 VR 高于电路更大工作电压的二极管，以防止不必要的钳位。
B. 击穿电压（VBR）
这是二极管在瞬态事件期间开始导通的电压，使其能够钳位过高的电压。选择正确的 VBR 可力保二极管仅在重大瞬态期间激活。
C. 钳位电压（VC）
瞬态期间 TVS 二极管两端出现的更大电压，该电压应保持低于受保护组件的更大额定值。选择具有适当 VC 的二极管对于力保敏感设备的安心优关重要。
D. 峰值脉冲电流（IPP）
该参数表示二极管在瞬态事件期间能够承受而不发生故障的更大电流。力保二极管能够处理与潜在瞬变相关的能量优关重要。
十一.应用领域
TVS 二极管广泛用于各种应用，包括：
ESD 保护：保护敏感元件免受静电放电影响对于消费电子产品、汽车系统和工业设备优关重要。 TVS 二极管可有效钳制 ESD 事件，从而保持器件的完整性。
数据和信号线：力保网络和数据总线中通信线路的完整性优关重要。 TVS 二极管可保护这些线路免受可能破坏数据传输的瞬变的影响。
微处理器：保护微控制器和处理器免受电压尖峰的影响，力保从智能手机到工业机械等各种电子设备的可靠运行。
交流/直流电源线：保护电源线免受浪涌影响对于维持系统可靠性优关重要。 TVS 二极管常用于电源、变压器和逆变器。
电信：保护网络设备免受可能中断服务的电压瞬变的影响优关重要。 TVS 二极管有助于维持城市和偏远地区通信网络的可靠性。
十二．结论
TVS 二极管是现代电子产品中的重要元件，可针对瞬态电压尖峰提供必要的保护。通过了解如何有效地使用这些设备（考虑其类型、连接方法和关键参数等因素），工程师可以提高其设计的可靠性和使用寿命。请始终参考数据表以了解具体信息 TVS 二极管 特性可力保在您的电子电路中正确选择和实施。有了正确的保护措施，您就可以力保您的设备在面对不可预测的瞬变时保持安心和正常运行。
TVS 二极管不仅仅是电路设计中的事后考虑；它们是创建坚固可靠的电子系统不可或缺的一部分，可以承受当今电气环境的挑战。通过将它们融入您的设计中，您可以保护您的投资，增强设备性能，并力保您的电子产品在所有条件下都能持续可靠地运行。
