TVS管的使用和选型

在选用瞬态电压抑制二极管（ＴＶＳ）时，必须考虑电路的具体条件，一般应遵循以下原则：　一、　　　　　大箝位电压Ｖｃ（ＭＡＸ）不大于电路的最大允许安全电压。　　　

二、　　　　　最大反向工作电压（变位电压）ＶＲＷＭ不低于电路的最大工作电压，一般可以选ＶＲＷＭ等于或略高于电路最大工作电压。　　　　

三、　　　　　额定的最大脉冲功率，必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。　下面是ＴＶＳ在电路应用中的典型例子：　

ＴＶＳ用于交流电路：　

图２－１是一个双向ＴＶＳ在交流电路中的应用，可以有效地抑制电网带来的超载脉冲，从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。ＴＶＳ的箝位电压不大于电路的最大允许电压。　

图２－２所示是用单向ＴＶＳ并联于整流管旁侧，以保护整流管不被瞬时脉冲击穿，选用ＴＶＳ必须是和整流管相匹配。　

图２－３所示电路中，单向ＴＶＳ１和ＴＶＳ２反接并联于电源变压器输出端或选用一个双向ＴＶＳ，用以保护整流电路及负载中的元器件。ＴＶＳ３保护整流以后的线路组件，如电源变压器输出端电压为３６伏时一般ＴＶＳ１和ＴＶＳ２的工作电压ＶＲ应根据３６×√２　来选择，其它参数依据电路中的具体条件而下。　　

ＴＶＳ用于直流电路：　

图２－４所示ＴＶＳ并联于输出端，可有效地保护控制系统。ＴＶＳ的反向工作电压应等于或略高于直流供电电压，其它参数根据电路的具体条件而定。　

图２－５所示为两个单向ＴＶＳ连接在电源线路中，用以防止直流电源反接或电源通、断时产生的瞬时脉冲使集成电路损坏。当电路连接有感性负载，如电机、断电器线圈、螺线管时，会产生很高的瞬时脉冲电压，　

图２－６中的ＴＶＳ可以保护晶体管及逻辑电路，从而省去了较复杂的电阻／电容保护网络。　图２－７电路中ＴＶＳ起保护和电压限制的作用。　直流电中选用举例：　　

整机直流工作电压１２Ｖ，最大允许安全电压２５Ｖ（峰值），浪涌源的阻抗５０ＭΩ，其干扰波形为方波，ＴＰ＝１ＭＳ　，最大峰值电流５０Ａ。　选择：　

１、先从工作电压１２Ｖ选取最大反向工作电压ＶＲＷＭ为１３Ｖ，则击穿电压　Ｖ（ＢＲ）　＝ＶＲＷＭ　／０．８５＝１５．３Ｖ　　　　

２、从击穿电压值选取最大箝位电压Ｖｃ（ＭＡＸ）＝１．３０×Ｖ（ＢＲ）＝１９．８９Ｖ，取　　　Ｖｃ＝２０Ｖ　　

３、再从箝位电压ＶＣ和最在峰值电流ＩＰ计算出方波脉冲功率：　　　

ＰＰＲ＝ＶＣ×ＩＰ＝２０×５０＝１０００Ｗ　　　

４、计算折合为ＴＰ＝１ＭＳ指数波的峰值功率，折合系数Ｋ１＝１．４，　　　　

ＰＰＲ＝１０００Ｗ÷１．４＝７１５Ｗ　

从手册中可查到１Ｎ６１４７Ａ其中ＰＰＲ＝１５００Ｗ，变位电压ＶＲＷＭ＝１２．２Ｖ，击穿电压Ｖ（ＢＲ）＝１５．２Ｖ，最大箝位电压Ｖｃ＝２２．３Ｖ，最大浪涌电流ＩＰ＝６７．３Ａ。可满足上述设计要求，而且留有一倍的余量，不论方波还是指数波都适用。　

交流电路应用举例：　　

　　　　　　直流线路采用单向瞬变电压抑制二极管，交流则必须采用双向瞬变电压抑制二极管。交流是电网电压，这里产生的瞬变电压是随机的，有时还遇到雷击（雷电感应产生的瞬变电压）所以很难定量估算

出瞬时脉冲功率ＰＰＲ。但是对最大反向工作电压必须有正确的选取。一般原则是交流电压乘１．４倍来选取ＴＶＳ管的最大反向工作电压。直流电压则按１．１—１．２倍来选取ＴＶＳ管的最大反向工作电压ＶＲＷＭ。　　

图２－８给出了一个微机电源采用ＴＶＳ作线路保护的原理图，由图可见：　１． 　在进线的２２０Ｖ￣处加ＴＶＳ管抑制２２０Ｖ￣交流电网中尖峰干扰。　　２． 　在变压器进线加上干扰滤波器，滤除小尖峰干扰。　　３． 　在变压输出端Ｖ￣＝２０Ｖ处又加上ＴＶＳ管，再一次抑制干扰。　　４． 　到了直流１０Ｖ输出时还加上ＴＶＳ管抑制干扰。　　其中：双向ＴＶＳ管Ｄ１的ＶＲＷＭ＝２２０Ｖ￣×１．４＝３０８Ｖ左右　　　双向ＴＶＳ管Ｄ２的ＶＲＷＭ＝２０Ｖ￣×１．４＝２８Ｖ左右　　　单向ＴＶＳ管Ｄ３的ＶＲＷＭ＝１０Ｖ￣×１．２＝１２Ｖ左右　　　　

　　　　　　经过如上四次抑制，变成所谓的“净化电源”，还可以加上其它措施，更有效地抑制干扰，防止干扰进入计算机的ＣＰＵ及存贮器中，从而提高微机系统的应用可靠性。　　

　　　　　　从失效统计概率可知：微机系统产生１００次故障，其中９０次来自电源，１０次是微机本身，可见电源的可靠性最重要，要提高整机可靠性，首先应提高电源的可靠性。