目前，瞬態(tài)電壓抑制器在當(dāng)代的應(yīng)用可謂是越來(lái)越廣泛，瞬態(tài)電壓抑制器是值得我們好好學(xué)習(xí)的，現(xiàn)在我們就深入了解瞬態(tài)電壓抑制器。
瞬態(tài)電壓抑制器英文為Transientvoltagesuppressor，簡(jiǎn)稱TVS，當(dāng)TVS兩極受到反向高能量沖擊時(shí)，它能以10－12s級(jí)的速度，將其兩極間的阻抗由高變低，吸收高達(dá)數(shù)kW的浪涌功率，使兩極的電位箝位于預(yù)定值，有效地保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備中的元器件免受浪涌脈沖的損害。
瞬態(tài)電壓抑制器的正向特性與普通二極管相同，反向特性為典型的PN結(jié)雪崩器件。在浪涌電壓的作用下，TVS兩極間的電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM上升到擊穿電壓Vbr而被擊穿。隨著擊穿電流的出現(xiàn)，流過(guò)TVS的電流將達(dá)到峰值脈沖電流IPP，同時(shí)在其兩端的電壓被箝位到預(yù)定的最大箝位電壓VC以下。其后，隨著脈沖電流按指數(shù)衰減，TVS兩極間的電壓也不斷下降，最后恢復(fù)到初態(tài)，這就是TVS抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈沖功率，保護(hù)電子元器件的過(guò)程。
圖題：瞬態(tài)電壓抑制器工作原理
瞬態(tài)電壓抑制器的主要參數(shù)
１）最大反向漏電流ＩＤ和額定反向關(guān)斷電壓ＶＷＭ。ＶＷＭ是ＴＶＳ最大連續(xù)工作的直流或脈沖電壓，當(dāng)這個(gè)反向電壓加于ＴＶＳ的兩極間時(shí)它處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過(guò)它的電流應(yīng)小于或等于其最大反向漏電流ＩＤ；
２）最小擊穿電壓ＶＢＲ和擊穿電流ＩＲ。ＶＢＲ是ＴＶＳ最小的擊穿電壓。在２５℃時(shí)，低于這個(gè)電壓ＴＶＳ是不會(huì)發(fā)生雪崩的。當(dāng)ＴＶＳ流過(guò)規(guī)定的１ｍＡ電流（ＩＲ）時(shí)，加于ＴＶＳ兩極的電壓為其最小擊穿電壓ＶＢＲ。按ＴＶＳ的ＶＢＲ與標(biāo)準(zhǔn)值的離散程度，可把ＶＢＲ分為５％和１０％兩種。對(duì)于５％的ＶＢＲ來(lái)說(shuō)，ＶＷＭ＝０．８５ＶＢＲ；對(duì)于１０％的ＶＢＲ來(lái)說(shuō)，ＶＷＭ＝０．８１ＶＢＲ；
３）最大箝位電壓ＶＣ和最大峰值脈沖電流ＩＰＰ。當(dāng)持續(xù)時(shí)間為２０ｍＳ的脈沖峰值電流ＩＰＰ流過(guò)ＴＶＳ時(shí)，在其兩端出現(xiàn)的最大峰值電壓為ＶＣ。ＶＣ、ＩＰＰ反映了ＴＶＳ的浪涌抑制能力。ＶＣ與ＶＢＲ之比稱為箝位因子，一般在１．２～１．４之間；
４）電容量Ｃ。電容量Ｃ是由ＴＶＳ雪崩結(jié)截面決定的，是在特定的１ＭＨｚ頻率下測(cè)得的。Ｃ的大小與ＴＶＳ的電流承受能力成正比，Ｃ太大將使信號(hào)衰減。因此，Ｃ是數(shù)據(jù)接口電路選用ＴＶＳ的重要參數(shù)；
５）最大峰值脈沖功耗ＰＭ。ＰＭ是ＴＶＳ能承受的最大峰值脈沖功率耗散值。在給定的最大箝位電壓下，功耗ＰＭ越大，其浪涌電流的承受能力越大；在給定的功耗ＰＭ下，箝位電壓ＶＣ越低，其浪涌電流的承受能力越大。另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。而且，ＴＶＳ所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率（持續(xù)時(shí)間與間歇時(shí)間之比）為０．０１％。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的累積，有可能損壞ＴＶＳ；
６）箝位時(shí)間ＴＣ。ＴＣ是從零到最小擊穿電壓ＶＢＲ的時(shí)間。對(duì)單極性ＴＶＳ小于１×１０－１２Ｓ；對(duì)雙極性ＴＶＳ小于１０×１０－１２Ｓ。
瞬態(tài)電壓抑制器的分類
瞬態(tài)電壓抑制器器件按極性可分為單極性和雙極性兩種；按用途可分為通用型和專用型；按封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為：軸向引線二極管、雙列直插瞬態(tài)電壓抑制器陣列、貼片式和大功率模塊等。軸向引線的產(chǎn)品峰值功率可以達(dá)到４００Ｗ、５００Ｗ、６００Ｗ、１５００Ｗ和５０００Ｗ。其中大功率的產(chǎn)品主要用在電源饋線上，低功率產(chǎn)品主要用在高密度安裝的場(chǎng)合。對(duì)于高密度安裝的場(chǎng)合還可以選擇雙列直插和表面貼裝的封裝形式。
瞬態(tài)電壓抑制器的選用
１）確定被保護(hù)電路的最大直流或連續(xù)工作電壓，電路的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和最大可承受電壓；
２）瞬態(tài)電壓抑制器的額定反向關(guān)斷電壓ＶＷＭ應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。若選用的ＶＷＭ太低，器件可能進(jìn)入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作；
３）瞬態(tài)電壓抑制器的最大反向箝位電壓ＶＣ應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓；
４）在規(guī)定的脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，瞬態(tài)電壓抑制器的最大峰值脈沖功率ＰＭ必須大于被保護(hù)電路可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。一般，瞬態(tài)電壓抑制器的最大峰值脈沖功率是以１０／１０００ｍＳ的非重復(fù)脈沖給出的，而實(shí)際的脈沖寬度是由脈沖源決定的，當(dāng)脈沖寬度不同時(shí)，其峰值功率也不同。如某６００Ｗ瞬態(tài)電壓抑制器，對(duì)１０００ｍＳ脈寬最大吸收功率為６００Ｗ，但是對(duì)５０ｍＳ脈寬吸收功率就可達(dá)到２１００Ｗ，而對(duì)１０ｍＳ的脈寬最大吸收功率就只有２００Ｗ了。而且吸收功率還和脈沖波形有關(guān)，如果是半個(gè)正弦波形式的脈沖，吸收功率就要減到７５％；若是方波形式的脈沖，吸收功率就要減到６６％； ５）平均穩(wěn)態(tài)功率的匹配對(duì)于需要承受有規(guī)律的、短暫的脈沖群沖擊的瞬態(tài)電壓抑制器，如應(yīng)用在繼電器、功率開(kāi)關(guān)或電機(jī)控制等場(chǎng)合，有必要引入平均穩(wěn)態(tài)功率的概念。例如，在一功率開(kāi)關(guān)電路中會(huì)產(chǎn)生１２０Ｈｚ，寬度為４ｍＳ，峰值電流為２５Ａ的脈沖群。選用的瞬態(tài)電壓抑制器可以將單個(gè)脈沖的電壓箝位到１１．２Ｖ。此中平均穩(wěn)態(tài)功率的計(jì)算為：
瞬態(tài)電壓抑制器
脈沖時(shí)間間隔等于頻率的倒數(shù)１／１２０＝０．００８３Ｓ，峰值吸收功率是箝位電壓與脈沖電流的乘積１１．２Ｖ×２５Ａ＝２８０Ｗ，平均功率則為峰值功率與脈沖寬度對(duì)脈沖間隔比值的乘積，即２８０×（０．０００００４Ｓ／０．００８３Ｓ）＝０．１３４Ｗ。也就是說(shuō)，選用的瞬態(tài)電壓抑制器平均穩(wěn)態(tài)功率必須大于０．１３４Ｗ； ６）對(duì)于數(shù)據(jù)接口電路的保護(hù)，還必須注意選取具有合適電容Ｃ的瞬態(tài)電壓抑制器器件； ７）根據(jù)用途選用瞬態(tài)電壓抑制器的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性瞬態(tài)電壓抑制器較為合理，多線保護(hù)選用瞬態(tài)電壓抑制器陣列更為有利； ８）根據(jù)溫度考慮，瞬態(tài)電壓抑制器可以在－５５℃～＋１５０℃之間工作。如果需要ＴＶＳ在一個(gè)變化的溫度下工作，由于其反向漏電流ＩＤ是隨溫度增加而增大；功耗隨ＴＶＳ結(jié)溫增加而下降，從＋２５～＋１７５℃，大約線性下降５０％；擊穿電壓ＶＢＲ隨溫度的增加按一定的系數(shù)增加。因此，必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，考慮溫度變化對(duì)其特性的影響。
