防护
TVS 二极管(通用型)
用于电源轨与较低速信号线的主力浪涌抑制器。
这是什么?
TVS(瞬态电压抑制器)二极管是一种设计用来钳位电源轨或信号线电压尖峰的重型雪崩二极管。当轨道电压超过 TVS 击穿电压时,二极管会大量导通并以热能形式吸收浪涌能量。与超低电容的 ESD 二极管不同,通用 TVS 器件针对较高的电流处理能力优化(数十到数百安培),代价是电容较高,适用于 DC 轨道与较慢速信号。
何时需要它?
- 面对电缆插拔瞬态的 DC 电源输入(例如 5 V / 12 V / 24 V 适配器插孔)。
- 电感切换造成电压尖峰的工业 24 V 控制轨。
- 暴露于室外布线的 RS-485 / RS-232 / CAN 总线线路。
- 受电端的 PoE(以太网供电)输入钳位。
- 任何需要比 ESD 二极管更高浪涌耐受度的场合 — 通常为 IEC 61000-4-5 浪涌测试 Level 3 或 4。
如何挑选合适的型号
- VRWM(反向工作电压)
- 应位于或略高于标称轨道电压。设得太高钳位会松散;设得太低 TVS 在正常运行时会导通。
- VBR(击穿电压)
- 通常比 VRWM 高 10-15%。为二极管开始导通的位置。
- 峰值 IPP 下的 VC(钳位电压)
- 最坏情况浪涌时被保护电路所见的电压。选择要使 VC < 下游 IC 的绝对最大额定值。
- IPP(峰值脉冲电流)
- 在 8/20 μs(IEC 61000-4-5)或 10/1000 μs(load dump)下的浪涌电流能力。需符合产品必须通过的浪涌等级。
- PPP(峰值脉冲功率)
- 浪涌期间的功率耗散。PPP 越高代表晶圆越大、封装越大、成本越高。
- 单向 vs 双向
- 单向用于 DC 轨道,双向用于 AC 信号或平衡数据线。双向电容约为单向的两倍。
Magnias 提供的产品
Magnias TVS 产品线涵盖 VRWM 从 3.3 V 到 600 V,IPP 从 1 A 到 100+ A,封装从 SOD-323 到 SMA / SMB / DO-214 / DO-218AB。我们同时提供标准与低电容版本,通过 AEC-Q101 车规认证,以及专门用于 +12 V/−7 V RS-485 总线保护的非对称 TVS(例如 PT0712JL)。
常见问题
通用 TVS 与 ESD 二极管有何不同?
物理相同,优化方向不同。ESD 二极管针对极低电容与快速响应优化,但电流处理能力小(IPP ≤ 10 A)。通用 TVS 针对高浪涌电流(50-500 A)优化,电容较高(10-1000 pF) — 较适合电源轨,较不适合高速数据。
我的 TVS 应能承受多大的浪涌等级?
依您必须通过的系统测试决定。IEC 61000-4-5 Level 2 = 线对线 1 kV / 线对地 2 kV;Level 3 = 2 kV / 4 kV;Level 4 = 4 kV / 8 kV。8/20 μs 浪涌波形决定 IPP。
TVS 能取代保险丝吗?
不行。TVS 钳位电压;保险丝断开电流。两者搭配使用 — TVS 钳位尖峰,保险丝(或 PTC)中断持续过电流。
是否该加串联电阻?
视情况而定。对高能量事件,在 TVS 之前加一个小串联电阻(1-10 Ω)可分担能量,并降低 IC 处的钳位电压。常见于 RS-485 / CAN / 传感器线。
为什么 RS-485 上的双向 TVS 是非对称的?
RS-485 相对于地不对称摆动(+12 V / −7 V 共模范围)。对称双向 TVS 要么是在正常范围内钳位(不好),要么是有一侧 VBR 过高。我们的 PT0712JL 等非对称 TVS 完全匹配总线轮廓。
SMA、SMB、DO-214、DO-218 有何不同?
封装尺寸 / 电流额定。SMA(DO-214AC)持续约 1 A、SMB(DO-214AA)约 3 A、DO-214AB 约 5 A、DO-218AB 持续可达 12 A,并具备 load-dump 专用的 10/1000 μs 额定。