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一、簡介
在電子領域，二極管在管理電流和保護電路免受各種問題的影響方面發揮著優關重要的作用。在眾多類型的二極管中，瞬態電壓抑制器（TVS 二極管）作為專為瞬態保護而設計的專用器件脫穎而出。這些二極管對於保護敏感電子元件免受突然電壓尖峰的影響優關重要，力保在電氣瞬變司空見慣的世界中可靠運行。
二.瞬態是什麼意思？
瞬態是指電子電路中出現的短時電壓或電流尖峰。這些事件可能發生在不到一秒的時間內，但如果管理不當，可能會造成重大損害。瞬態的持續時間通常在微秒到毫秒範圍內，而其強度可能達到超過組件正常工作電壓的水平。了解瞬態及其影響對於參與電子設計和保護的任何人都優關重要。
三．電路中產生瞬變的原因是什麼？
瞬態可由內部和外部因素產生。
內部原因：
1. 感性負載開關：當感性負載（例如電機或螺線管）關閉時，它們會由於磁場崩潰而產生電壓尖峰。這種突然的變化會產生反電動勢（電動勢），從而導致瞬態。
2. 觸點故障：連接不良或觸點磨損也會導致電壓突然變化，產生可在電路中傳播的瞬變。
外部原因：
1. 雷擊：閃電可能會在附近的電氣系統中引發強大的瞬變，從而導致潛在的損壞。即使沒有直接受到撞擊的系統也會因電磁干擾而遭受浪湧。
2. 感應開關：打開或關閉附近的重電負載也會在連接的電路中引起瞬態，特別是在大型機械運行的工業環境中。
了解這些原因對於使用 TVS 二極管實施有效的保護措施優關重要。
四．瞬態電壓抑制器 (TVS)
TVS 器件專門設計用於吸收和箝位瞬態過電壓。它們的主要目的是保護敏感電子元件免受電壓尖峰造成的損壞。 TVS 二極管 通常與它們所保護的電路並聯放置，從而使它們能夠將多餘的電壓從敏感元件分流到地。這種並聯配置可力保 TVS 二極管不會干擾正常電路運行，而是在需要時激活。
五、瞬態電壓抑制器的類型
瞬態電壓抑制器有多種類型，每種類型都具有獨特的特性：
1. 金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) ：這些器件可箝位過電壓，但可能會隨著時間的推移、重複瞬態而降低性能。它們適用於不頻繁出現浪湧的應用，但在多次事件後可能會失去有效性。
2. TVS 二極管：這些二極管可對瞬態做出快速響應，並且可以承受多種事件而不會顯著退化。它們通常因其可靠性和性能而受到青睞。
3. 齊納二極管：雖然齊納二極管可用於電壓調節，但它們並未針對瞬態抑制進行優化，並且可能無法足夠快地響應以保護敏感組件。
4. 旁路電容器：這些元件可以濾除噪聲，但不能有效箝位電壓尖峰。它們在電路設計中具有不同的目的。
夾緊裝置與撬棍裝置
箝位器件：TVS 二極管被歸類為箝位器件，可在瞬態事件期間將電壓限制在預定水平，一旦事件過去即可正常運行。此功能對於保護敏感組件免受損壞優關重要。
Crowbar 器件：Crowbar 器件在過壓情況下使電路短路，導致完全關閉，直到故障消除。雖然可以有效防止損壞，但它們可能比夾緊裝置造成更多的破壞，並且用於需要立即關閉的特定應用。
六．瞬態電壓抑制二極管 – TVS 二極管
TVS 二極管專門設計用於處理瞬態事件，使其成為電路保護的可靠選擇。與在過高電壓下可能失效的標準二極管不同，TVS 二極管經過精心設計，可吸收瞬變過程中的高能量，而不會造成永久性損壞。與齊納二極管相比，TVS 二極管具有卓越的魯棒性，尤其是在高能量場景中。它們快速箝位電壓尖峰的能力可以保護敏感元件免受損壞，並力保電子系統的使用壽命。
七． TVS二極管的類型
A. 單向 TVS 二極管
單向 TVS 二極管旨在防止一個方向的瞬變。它們通常用於直流應用，並用指示其方向性質的特定符號表示。這些二極管允許電流在正常條件下沿一個方向流動，同時在瞬態事件期間提供箝位路徑。
B. 雙向 TVS 二極管
雙向 TVS 二極管 可以箝位兩個方向的電壓尖峰，使其適用於交流應用或電壓極性可能改變的電路。它們的符號表示表明它們處理瞬態的能力，無論電壓極性如何，從而提供電路設計的靈活性。
八．如何使用TVS二極管
連接方式
TVS二極管應並聯優被保護電路。這種放置可力保在正常工作期間，二極管不會干擾電路性能。然而，當發生過壓情況時，TVS 二極管將導通，將多餘電壓分流優地。放置位置應盡可能靠近敏感元件，以更大限度地減少連接走線的電感並提高響應時間。
正常和過壓條件下的行為
正常條件：在常規操作中，TVS 二極管保持不導電狀態，允許電流自由流動。這種狀態力保器件不會干擾電路的性能或引入額外的電壓降。
過壓條件：當發生瞬態事件時，TVS 二極管會導通，箝位電壓並保護電路組件。這種行為對於防止損壞微控制器、傳感器和通信接口等敏感設備優關重要。
九．六、特點
TVS 二極管的電壓-電流 (VI) 特性對於了解其性能優關重要：
單向TVS二極管
在圖形表示中，擊穿電壓 (VBR) 標誌著二極管在瞬態事件期間開始顯著導通的點。該特性對於確定二極管何時激活以保護電路優關重要。
箝位電壓 (VC) 表示瞬態期間 TVS 二極管兩端出現的更大電壓，該電壓應保持低於受保護組件的更大額定值。 VI 曲線的陡度也反映了二極管對瞬態響應的速度。
雙向 TVS 二極管
· 對於雙向TVS二極管，VI特性相似，擊穿電壓適用於兩個方向。了解這些特性有助於設計人員為其特定應用選擇合適的二極管。
十、TVS二極管參數
選擇 TVS 二極管時，應考慮幾個關鍵參數：
A. 反向關斷電壓 (VR)
這是二極管在正常條件下不導通時能夠承受的更大電壓。必須選擇 VR 高於電路更大工作電壓的二極管，以防止不必要的箝位。
B. 擊穿電壓（VBR）
這是二極管在瞬態事件期間開始導通的電壓，使其能夠箝位過高的電壓。選擇正確的 VBR 可力保二極管僅在重大瞬態期間激活。
C. 箝位電壓（VC）
瞬態期間 TVS 二極管兩端出現的更大電壓，應保持低於受保護組件的更大額定值。選擇具有適當 VC 的二極管對於力保敏感設備的安心優關重要。
D. 峰值脈衝電流（IPP）
該參數表示二極管在瞬態事件期間能夠承受而不發生故障的更大電流。力保二極管能夠處理與潛在瞬變相關的能量優關重要。
十一.應用領域
TVS 二極管廣泛用於各種應用，包括：
ESD 保護：保護敏感元件免受靜電放電影響對於消費電子產品、汽車系統和工業設備優關重要。 TVS 二極管可有效箝制 ESD 事件，從而保持器件的完整性。
數據和信號線：力保網絡和數據總線中通信線路的完整性優關重要。 TVS 二極管可保護這些線路免受可能破壞數據傳輸的瞬變的影響。
微處理器：保護微控制器和處理器免受電壓尖峰的影響，力保從智能手機到工業機械的各種電子設備可靠運行。
交流/直流電源線：保護電源線免受浪湧影響對於維持系統可靠性優關重要。 TVS 二極管常用於電源、變壓器和逆變器。
電信：保護網絡設備免受可能中斷服務的電壓瞬變的影響優關重要。 TVS 二極管有助於維持城市和偏遠地區通信網絡的可靠性。
十二．結論
TVS 二極管是現代電子產品中的重要元件，可針對瞬態電壓尖峰提供必要的保護。通過了解如何有效地使用這些設備（考慮其類型、連接方法和關鍵參數等因素），工程師可以提高其設計的可靠性和使用壽命。請始終參考數據表以了解具體信息 TVS 二極管 特性可力保在您的電子電路中正確選擇和實施。有了正確的保護措施，您就可以力保您的設備在面對不可預測的瞬變時保持安心和正常運行。
TVS 二極管不僅僅是電路設計中的事後考慮；它們是創建堅固可靠的電子系統不可或缺的一部分，可以承受當今電氣環境的挑戰。通過將它們融入您的設計中，您可以保護您的投資，增強設備性能，並力保您的電子產品在所有條件下都能持續可靠地運行。
