EMC防护器件TVS二极管与气体放电管GDT的设计

EMC器件设计之TVS

TVS可以说是EMC防护器件中最好用的器件了，响应速度快，通流量大，对大部分应用电路的防护都能起到很好的作用，那么关键就在于一些应用细节了，应用不当带来的问题比比皆是，就我的理解和总结大概说说TVS的一些应用要点。

一、特性曲线解读

上图是TVS的特性曲线，TVS利用半导体的雪崩击穿原理：反向电压过大时，少子的漂移被加速，撞击中性粒子而引发雪崩效应，瞬间大电流通过。热功率允许的条件下不会损坏，热击穿才会损坏器件。这个曲线关注点为几个电压转折点，Vc是最大钳位电压，保证后面的器件在该电压条件下不会损坏，VBr是判断TVS已经导通的电压值，Vwm则是TVS完全没有导通时的最大电压值。

反向漏电流也是相当关键的一个参数！漏电流具体值和耐压值相关。

二、应用设计总结

防护设计之前首先要明白被保护电路的特性要求:

1、漏电流的要求。

2、耐压值的要求。

3、响应时间的要求，即电容特性的要求。

4、放在接口处。

以下是几种设计案例和说明，一般TVS会配合其他器件共同构成多级防护。

TVS串联保险丝，避免短路持续大电流。

信号线的防护。

一般防护泄放路径到电源或者地，也有差分信号之间的泄放。

小结：

TVS的应用范围广泛，作为综合性能最优的防护器件，设计不合理无法有效保护电路，或者正常工作容易损坏。因此，上述的几个要点参数需要多加注意。

EMC器件设计之PTC热敏电阻

热敏电阻就是对温度敏感的电阻，PTC热敏电阻就是正温度系数的热敏电阻，即电阻随着温度升高而变大，我们的电路失效原因中大电流就是重要一项，这时突然的大功率容易烧坏电路甚至起火。刚好可以利用这一特性进行大电流保护。

下图是热敏电阻型号命名的介绍：

一、特性曲线解读

可以看出电阻值在高温时有突变现象。

二、应用小结

1、保护电流，估算正常工作电流和异常时电流大小。

2、电阻选择，正常工作状态下，热敏电阻的阻值不能影响电路正常工作。

3、热敏电阻主要针对持续性大电流状况进行保护，非瞬态器件。

4、使用方法类似保险丝，基本可以互换。

EMC器件设计之GDT

气体放电管GDT也是EMC防护设计里的重要器件，基本原理是利用高压电离气体并移动离子引发雪崩效应来形成通路泄放异常高压。

工作状态波形：

以产品说明书为例看看GDT的一些基本参数

主要参数为耐压值、通流量值、结间电容。

应用：

GDT的应用比较简单，用在接口防护上，注意泄放通路。

GDT的特点是大通流量、高耐压值、极低的结间电容。缺点是多次工作后性能下降需要更换，并且在有源接口应用时必须要注意维持电压或者续流问题，因此一般也多配合压敏电阻使用。

小结：

GDT为在EMC防护器件中第一级恶劣防护的首要选择之一，尤其是其极低的结间电容在高速通讯接口中应用很多，在户外设备的防护防雷应用中起着非常重要的作用。