TVS管作用及其应用电路设计与分析

TVS管的选取
　　计算选取时应注意以下几点：
① TVS额定反向关断电压VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。
② 最小击穿电压VBR=VWM/KBR (其中，KBR=0.8～0.9)。
③ TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压，即VC=KC×VBR (其中，KC=1.3)。
④ 在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。

TVS管的作用
　　TVS管是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点，目前已广泛应用于计算机系统、通信设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪声的抑制等各个领域。
 

TVS管与压敏电阻器的比较
　　目前，国内不少需进行浪涌保护的设备上使用的是压敏电阻器。TVS管一般用于电快速瞬变脉冲群的防护，其特性比压敏电阻器优越得多，具体特性参数的比较表5所列。
表5 TVS管与压敏电阻器的比较
 
TVS管的应用实例
交流电路
　　图4为微机电源采用TVS管作线路保护的原理图。
 
图4 微机电源部分原理图
　　下面就图4中的线路保护加以说明。
① 在进线的交流220 V处加双向TVS管D1，以抑制220 V交流电网中的尖峰干扰。双向TVS管D1的
 
选取D1时根据上述参数，通过查表即可得到。
② 在变压器进线处加上抗干扰的电源线滤波器，以消除小尖峰干扰。
③ 在变压器输出端交流20 V处加上双向TVS管D2，再一次抑制干扰。双向TVS管D2的
 
选取D2时根据上述参数，通过查表即可得到。
④ 整流滤波输出直流10 V时，加上单向TVS管D3抑制干扰。单向TVS管D3的
 
选取D3时根据上述参数，通过查表即可得到。
　　通过如上4次抑制，得到了所谓的“净化电源”。为了防雷击等浪涌电压，还可在交流220 V进线端加上压敏电阻器，以便更有效地防止干扰进入计算机的CPU及存储器中，从而进一步提高系统的可靠性。