TVS二极管该如何正确的选用

TVS二极管是一种用于保护敏感电子设备免受瞬态电压冲击（如雷击、静电放电等）损坏的器件。在现代电子设备中，TVS二极管的正确选用是确保电路可靠性和稳定性的关键。

1.反向工作电压（Reverse Standoff Voltage,Vrwm）
反向工作电压是指TVS二极管在正常工作状态下不导通时所能承受的最大持续电压。这个参数非常关键，因为它决定了TVS二极管在正常工作时不会干扰电路。选用时，Vrwm应略高于电路中的工作电压。例如，如果电路的工作电压为5V，那么选择Vrwm为5.5V或更高的TVS二极管是合理的。选择过低的Vrwm可能导致TVS二极管在正常工作电压下误导通，从而影响电路功能。
2.击穿电压（Breakdown Voltage,Vbr）
击穿电压是TVS二极管开始导通并提供保护的电压。当瞬态电压超过Vbr时，TVS二极管会迅速导通，将多余的电流引导至地，从而保护电路。击穿电压通常应略高于反向工作电压，但要低于电路中可能出现的最大电压。通常，TVS二极管的Vbr范围会在标称值的±10%范围内，因此在选择时要注意其容差范围，以确保电路在过压条件下能够及时保护。
3.峰值脉冲电流（Peak Pulse Current,Ipp）
峰值脉冲电流是TVS二极管在短时间内能够承受的最大瞬态电流。这个参数通常与瞬态事件的能量相关，如雷击或电源开关操作产生的浪涌电流。选用时，应根据电路可能遭受的最大瞬态电流选择具有足够Ipp的TVS二极管，以确保其在保护期间不会损坏。一般情况下，Ipp越高，TVS二极管的保护能力越强，但同时也会影响器件的体积和成本。
4.箝位电压（Clamping Voltage,Vc）
箝位电压是指当TVS二极管导通后，将瞬态电压限制在某一安全值的电压。这个参数直接影响被保护电路的安全性。理想情况下，Vc应尽可能低，以最大限度地保护电路中的敏感元件。然而，Vc又必须高于电路的正常工作电压，否则在正常操作期间可能会误触发。因此，在选择TVS二极管时，应确保箝位电压低于被保护元件的耐受电压，同时略高于电路的最高工作电压。
5.响应时间（Response Time）
TVS二极管的响应时间是指它从检测到过压到开始导通的时间。TVS二极管通常具有极快的响应时间，通常在皮秒级别。这对于高频应用或非常敏感的电路来说尤为重要。在选用TVS二极管时，虽然大多数TVS二极管的响应时间都很短，但仍应确保其足够快速，以应对瞬态电压的快速变化。
6.封装类型与散热
封装类型直接影响TVS二极管的热管理和安装方式。对于需要处理大功率瞬态的场合，散热性能良好的封装（如DO-214、SMC等）是优选，这可以有效地减少器件内部的热积累，防止过热损坏。对于空间受限的电路板，SMD封装类型可能更为合适，但同样需要确保其散热设计足够充分。
TVS二极管的正确选用是保障电路在瞬态电压冲击下安全运行的关键。通过综合考虑反向工作电压、击穿电压、峰值脉冲电流、箝位电压、响应时间以及封装类型等关键参数，工程师可以为特定应用选择最适合的TVS二极管。这不仅能提高电路的可靠性，还能延长其使用寿命，确保设备在各种极端条件下稳定运行。