TVS管的应用介绍
一、tvs管的介绍
（1）tvs是干精细活的防护器件，主要应用于esd、7637、浪涌等eos的防护等；
（2）瞬态电压抑制具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力；
（3）不导通阶段--处于关断状态呈现高阻抗：电流变化很小，电压不断上升；
（4）导通阶段-浪涌冲击电压从高阻抗转变为地阻抗吸收浪涌功率：电压上升、电流上升；
（5）前卫阶段：电压上升缓慢、电流急剧上升；
（6）各类防护器件比较：
二、tvs管的参数
1、工作原理：
（1）0-vrwm：tvs管与电路并联使用，在电路工作电压时tvs管处于关断呈现高阻抗；
（2）vbr阶段：在浪涌电压的作用下，tvs管的电压有额定反向关断电压上升到击穿电压而被击穿；
（3）vc阶段：随着击穿电流的出现，流过tvs管的电流将达到峰值脉冲电流，同时爱其两端的电压被前卫到预定的最大前卫电压以下；
（4）其后，随着脉冲电流按指数衰减，tvs两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是tvs管抑制可能出现的浪涌脉冲干扰，保护电路的过程。
（5）tvs管相关参数
vrwm：可承受电压，反向关断电压
irwm：在工作电压下测得的流过tvs管的最大电流；---工作电压的静态功耗问题
vbr：击穿电压：当ir达到1ma时的最大工作电压，此时tvs管的阻抗骤然降低，处于雪崩击穿转态；
vc：最大钳位电压：当tvs管承受瞬态高能量冲击时，管子中流过过大电流，峰值电流ipp，端电压有vbr上升到vc值就不在上升了，从而实现了保护作用；
cj：结电容，信号端口需要考虑：测试条件是在1mhz频率下测得的；
三、tvs管的选型
1、tvs管的反向关断电压vrwm与最大工作电压关系如下：
直流供电：v rwm ≥v工作
交流供电：v rwm ≥v 工作 *1.414
2、浪涌测试的tvs管的选型----考虑温度降额
3、tvs管的功率换算：
以tpsmb36a 为例
给的功率是在10/1000us的ppm功率，当测试esd的测试时，esd的测试脉冲波形为30ns，就是说找到对应的脉宽，与其对应的ppm，看是否符合要求；
4、信号的tvs管结电容的选型
一定要注意传输信号频率或传输速率。当信号频率或传输速率较高时，营选用 低电容系列的关系，tvs管结电容容值限制与信号传输速率对应关系如图：
工作的频率不能超过其对应的容值。
四、tvs管的应用
1、当低电容系列不满足要求时，应通过串联高速二极管组成的桥电路降低电容
2、芯片esd的防护
在信号接口进行浪涌或静电防护设计时，如果tvs的残压 过高，导致芯片不能承受时，可以在tvs后面信号上串联电阻进行，从而降低芯片上所到的残压
当tvs管的钳位电压选择最小的型号，也不能满足芯片或ic的工作电压时：
（1）vrwm≥5v
（2）vc=vr+v芯片
3、在信号接口进行浪涌防护设计时，如果tvs功率不够时，可以采用前面加功率电阻（或者ptc）进行分压限流，从而降低tvs管上所承受瞬态能量。
当tvs管的前端泄放电流很大时，tvs管无法承受时，可以在其前端增加功率电阻降低tvs管承受的ipp电流
（1）v/rs＞ipp电流时
（2）v/（rs+r）来满足tvs管的ipp；
4、在信号接口进行浪涌防护设计时，如果雷电能量特别大时，这时可以采取压敏电阻+退耦电感+tvs管方式进行；
utvs管的残压+u电感≥u
u电感=l*di/dt i时0-imax t：v的上升时间
5、在电源接口进行浪涌防护设计时，如果雷电能量特别大时，这时可以采取压敏电阻+退耦电感+tvs管方式进行；
utvs管的残压+u 电感 ≥u压敏电阻的电压（大电流电压）
u 电感 =l*di/dt i时0-imax t：v的上升时间
五、pcb应用中的注意事项
1、防护器件靠近接口位置
2、防护器件靠近接口位置，走线需要短，尤其是信号的esd防护器件
3、接口进行esd防护设计，tvs管防护器件到信号走线以及gnd的pcb走线需要尽可能地短，案例分析：
图中看书tvs地两端已经是90v，如果tvs管的千位电压为10v，那施加在ic上的电压就是90+10=100v，此时就失去了tvs管的作用。
4、其中雷击测试中，较为常见的pcb走线宽度：
5、dc24v的端口防护：7637-5a
6、232接口防护：
7、usb3.0接口防护
d3d4需要结电容很小；
8、poe接口
d1与 v1共模对滴防护
差模防护：tvs5用作电源防护，后加压敏电阻（精细+粗略）
tvs1-tvs4在查分线上注意结电容的大小；
9、浪涌测试的tvs管的选型----考虑温度降额
当产品长时间处于某一温度时，需要考虑温度对tvs管带来的降额问题；
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（2）瞬态电压抑制具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力；
（3）不导通阶段--处于关断状态呈现高阻抗：电流变化很小，电压不断上升；
（4）导通阶段-浪涌冲击电压从高阻抗转变为地阻抗吸收浪涌功率：电压上升、电流上升；
（5）前卫阶段：电压上升缓慢、电流急剧上升；
（6）各类防护器件比较：
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1、工作原理：
（1）0-vrwm：tvs管与电路并联使用，在电路工作电压时tvs管处于关断呈现高阻抗；
（2）vbr阶段：在浪涌电压的作用下，tvs管的电压有额定反向关断电压上升到击穿电压而被击穿；
（3）vc阶段：随着击穿电流的出现，流过tvs管的电流将达到峰值脉冲电流，同时爱其两端的电压被前卫到预定的最大前卫电压以下；
（4）其后，随着脉冲电流按指数衰减，tvs两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是tvs管抑制可能出现的浪涌脉冲干扰，保护电路的过程。
（5）tvs管相关参数
vrwm：可承受电压，反向关断电压
irwm：在工作电压下测得的流过tvs管的最大电流；---工作电压的静态功耗问题
vbr：击穿电压：当ir达到1ma时的最大工作电压，此时tvs管的阻抗骤然降低，处于雪崩击穿转态；
vc：最大钳位电压：当tvs管承受瞬态高能量冲击时，管子中流过过大电流，峰值电流ipp，端电压有vbr上升到vc值就不在上升了，从而实现了保护作用；
cj：结电容，信号端口需要考虑：测试条件是在1mhz频率下测得的；
三、tvs管的选型
1、tvs管的反向关断电压vrwm与最大工作电压关系如下：
直流供电：v rwm ≥v工作
交流供电：v rwm ≥v 工作 *1.414
2、浪涌测试的tvs管的选型----考虑温度降额
3、tvs管的功率换算：
以tpsmb36a 为例
给的功率是在10/1000us的ppm功率，当测试esd的测试时，esd的测试脉冲波形为30ns，就是说找到对应的脉宽，与其对应的ppm，看是否符合要求；
4、信号的tvs管结电容的选型
一定要注意传输信号频率或传输速率。当信号频率或传输速率较高时，营选用 低电容系列的关系，tvs管结电容容值限制与信号传输速率对应关系如图：
工作的频率不能超过其对应的容值。
四、tvs管的应用
1、当低电容系列不满足要求时，应通过串联高速二极管组成的桥电路降低电容
2、芯片esd的防护
在信号接口进行浪涌或静电防护设计时，如果tvs的残压 过高，导致芯片不能承受时，可以在tvs后面信号上串联电阻进行，从而降低芯片上所到的残压
当tvs管的钳位电压选择最小的型号，也不能满足芯片或ic的工作电压时：
（1）vrwm≥5v
（2）vc=vr+v芯片
3、在信号接口进行浪涌防护设计时，如果tvs功率不够时，可以采用前面加功率电阻（或者ptc）进行分压限流，从而降低tvs管上所承受瞬态能量。
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（1）v/rs＞ipp电流时
（2）v/（rs+r）来满足tvs管的ipp；
4、在信号接口进行浪涌防护设计时，如果雷电能量特别大时，这时可以采取压敏电阻+退耦电感+tvs管方式进行；
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u电感=l*di/dt i时0-imax t：v的上升时间
5、在电源接口进行浪涌防护设计时，如果雷电能量特别大时，这时可以采取压敏电阻+退耦电感+tvs管方式进行；
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