介绍TVS管原理特性和参数，并分析一下散热选取
介绍tvs管的资料太多，中文的也有非常多，不过大多数的都是翻译的，在文章最后有所有文件的目录和下载。这里主要介绍原理特性和参数，然后画一些时间分析一下散热选取，最后把pcb总结一下。瞬态二极管【tvs|transient voltage suppressor】是一种二极管形式（齐纳二极管的进化）的高效能保护器件。当tvs二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以极快的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收电源和信号线上的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值。
双向tvs和单向tvs单向tvs和就特性而言和齐纳管较类似，只能吸收正向的浪涌电压脉冲，一般只用于直流电路（且没有反接和负向脉冲）。
双向tvs可在正反两个方向吸收浪涌电压脉冲，实现了对电压的钳制，双向tvs用途较广（直流，交流均可用）。
看下图对比更清晰一些：
tvs管特点：
优点：响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。缺点：击穿电压较低，价格较贵。与mov的对比结果：
tvs管参数：
1） 击穿电压【v(br)】tvs在发生击穿的区域内，在规定的试验电流i(br)下，测得器件两端的电压称为击穿电压。2） 最大反向脉冲峰值电流【i.pp】在击穿时【规定的脉冲条件下】器件允许通过的最大脉冲峰值电流。
我们要注意这个参数，因为瞬态脉冲功率的最大值=ipp×最大箝位电压vc(max)。要保证tvs能够正常工作，需要确认额定瞬态脉冲功率ppr大于最大瞬态浪涌功率。
实际上峰值电流的试验波形采用标准波（指数波形），由tr/tp决定。峰值电流上升时间tr:电流从0.1ipp开始达到0.9ipp的时间。半峰值电流时间tp：电流从零开始通过最大峰值后，下降到0.5ipp值的时间。
3） 最大反向工作电压【vrwm】
tvs保护电路过程中，在规定的反向电流下，tvs两端的电压值称为最大反向工作电压vrwm。一般vrwm=（0.8~0.9）v(br)。在这个电压下，器件的功率消耗很小。我们一般设计的时候要选择vrwm大于16v的器件。4）最大箝位电压【vc(max)】 在脉冲峰值电流ipp 作用下器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。使用时，应使vc(max )不高于被保护器件的最大允许安全电压。最大箝位电压与击穿电压之比称为箝位系数。5、 反向脉冲峰值功率ppr tvs的ppr取决于脉冲峰值电流ipp和最大箝位电压vc(max)，除此以外，还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。当脉冲时间tp一定时，ppr=k1×k2×vc(max)×ipp，式中k1为功率系数，k2为功率的温度系数。 典型的脉冲持续时间tp为1ms，当施加到瞬态电压抑制二极管上的脉冲时间tp 比标准脉冲时间短时，其脉冲峰值功率将随tp 的缩短而增加。
tvs的反向脉冲峰值功率ppr与经受浪涌的脉冲波形有关，用功率系数k1表示：e=∫i(t)?v(t)dt，式中：i(t)为脉冲电流波形，v(t) 为箝位电压波形。
这 个额定能量值在极短的时间内对tvs是不可重复施加的。但是，在实际的应用中，浪涌通常是重复地出现，在这种情况下，即使单个的脉冲能量比tvs器件可承 受的脉冲能量要小得多，但若重复施加，这些单个的脉冲能量积累起来，在某些情况下，也会超过tvs器件可承受的脉冲能量。因此，电路设计必须在这点上认真 考虑和选用tvs器件，使其在规定的间隔时间内，重复施加脉冲能量的累积不至超过tvs器件的脉冲能量额定值。
6、 电容cpp tvs的电容由硅片的面积和偏置电压来决定，电容在零偏情况下，随偏置电压的增加，该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响tvs器件的响应时间。
7、 漏电流ir
当最大反向工作电压施加到tvs上时，tvs管有一个漏电流ir，在汽车电子中，这个参数影响到静态电流。
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双向tvs可在正反两个方向吸收浪涌电压脉冲，实现了对电压的钳制，双向tvs用途较广（直流，交流均可用）。
看下图对比更清晰一些：
tvs管特点：
优点：响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。缺点：击穿电压较低，价格较贵。与mov的对比结果：
tvs管参数：
1） 击穿电压【v(br)】tvs在发生击穿的区域内，在规定的试验电流i(br)下，测得器件两端的电压称为击穿电压。2） 最大反向脉冲峰值电流【i.pp】在击穿时【规定的脉冲条件下】器件允许通过的最大脉冲峰值电流。
我们要注意这个参数，因为瞬态脉冲功率的最大值=ipp×最大箝位电压vc(max)。要保证tvs能够正常工作，需要确认额定瞬态脉冲功率ppr大于最大瞬态浪涌功率。
实际上峰值电流的试验波形采用标准波（指数波形），由tr/tp决定。峰值电流上升时间tr:电流从0.1ipp开始达到0.9ipp的时间。半峰值电流时间tp：电流从零开始通过最大峰值后，下降到0.5ipp值的时间。
3） 最大反向工作电压【vrwm】
tvs保护电路过程中，在规定的反向电流下，tvs两端的电压值称为最大反向工作电压vrwm。一般vrwm=（0.8~0.9）v(br)。在这个电压下，器件的功率消耗很小。我们一般设计的时候要选择vrwm大于16v的器件。4）最大箝位电压【vc(max)】 在脉冲峰值电流ipp 作用下器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。使用时，应使vc(max )不高于被保护器件的最大允许安全电压。最大箝位电压与击穿电压之比称为箝位系数。5、 反向脉冲峰值功率ppr tvs的ppr取决于脉冲峰值电流ipp和最大箝位电压vc(max)，除此以外，还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。当脉冲时间tp一定时，ppr=k1×k2×vc(max)×ipp，式中k1为功率系数，k2为功率的温度系数。 典型的脉冲持续时间tp为1ms，当施加到瞬态电压抑制二极管上的脉冲时间tp 比标准脉冲时间短时，其脉冲峰值功率将随tp 的缩短而增加。
tvs的反向脉冲峰值功率ppr与经受浪涌的脉冲波形有关，用功率系数k1表示：e=∫i(t)?v(t)dt，式中：i(t)为脉冲电流波形，v(t) 为箝位电压波形。
这 个额定能量值在极短的时间内对tvs是不可重复施加的。但是，在实际的应用中，浪涌通常是重复地出现，在这种情况下，即使单个的脉冲能量比tvs器件可承 受的脉冲能量要小得多，但若重复施加，这些单个的脉冲能量积累起来，在某些情况下，也会超过tvs器件可承受的脉冲能量。因此，电路设计必须在这点上认真 考虑和选用tvs器件，使其在规定的间隔时间内，重复施加脉冲能量的累积不至超过tvs器件的脉冲能量额定值。
6、 电容cpp tvs的电容由硅片的面积和偏置电压来决定，电容在零偏情况下，随偏置电压的增加，该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响tvs器件的响应时间。
7、 漏电流ir
当最大反向工作电压施加到tvs上时，tvs管有一个漏电流ir，在汽车电子中，这个参数影响到静态电流。
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