防護
TVS 二極體(通用型)
用於電源軌與較低速訊號線的工作主力突波抑制器。
這是什麼?
TVS(瞬態電壓抑制器)二極體是一種設計用來鉗位電源軌或訊號線電壓尖峰的重型雪崩二極體。當軌道電壓超過 TVS 崩潰電壓時,二極體會大量導通並以熱能形式吸收突波能量。與超低電容的 ESD 二極體不同,通用 TVS 元件針對較高的電流處理能力優化(數十到數百安培),代價是電容較高,適用於 DC 軌道與較慢速訊號。
何時需要它?
- 面對纜線插拔瞬態的 DC 電源輸入(例如 5 V / 12 V / 24 V 變壓器插孔)。
- 電感切換造成電壓突跳的工業 24 V 控制軌。
- 暴露於室外佈線的 RS-485 / RS-232 / CAN 匯流排線。
- 受電端的 PoE(乙太網路供電)輸入鉗位。
- 任何需要比 ESD 二極體更高突波耐受度的場合 — 通常為 IEC 61000-4-5 突波測試 Level 3 或 4。
如何挑選合適的型號
- VRWM(反向工作電壓)
- 應位於或略高於額定軌道電壓。設得太高鉗位會鬆散;設得太低 TVS 在正常運作時會導通。
- VBR(崩潰電壓)
- 通常比 VRWM 高 10-15%。為二極體開始導通的位置。
- 峰值 IPP 下的 VC(鉗位電壓)
- 最壞情況突波時被保護電路所見的電壓。選擇要使 VC < 下游 IC 的絕對最大額定值。
- IPP(峰值脈衝電流)
- 在 8/20 μs(IEC 61000-4-5)或 10/1000 μs(load dump)下的突波電流能力。需符合產品必須通過的突波等級。
- PPP(峰值脈衝功率)
- 突波期間的功率消耗。PPP 越高代表晶粒越大、封裝越大、成本越高。
- 單向 vs 雙向
- 單向用於 DC 軌道,雙向用於 AC 訊號或平衡資料線。雙向電容約為單向的兩倍。
Magnias 提供的產品
Magnias TVS 產品線涵蓋 VRWM 從 3.3 V 到 600 V,IPP 從 1 A 到 100+ A,封裝從 SOD-323 到 SMA / SMB / DO-214 / DO-218AB。我們同時提供標準與低電容版本,通過 AEC-Q101 車用認證,以及專門用於 +12 V/−7 V RS-485 匯流排保護的非對稱 TVS(例如 PT0712JL)。
常見問題
通用 TVS 與 ESD 二極體有何不同?
物理相同,優化方向不同。ESD 二極體針對極低電容與快速響應優化,但電流處理能力小(IPP ≤ 10 A)。通用 TVS 針對高突波電流(50-500 A)優化,電容較高(10-1000 pF) — 較適合電源軌,較不適合高速資料。
我的 TVS 應能承受多大的突波等級?
依您必須通過的系統測試決定。IEC 61000-4-5 Level 2 = 線對線 1 kV / 線對地 2 kV;Level 3 = 2 kV / 4 kV;Level 4 = 4 kV / 8 kV。8/20 μs 突波波形決定 IPP。
TVS 能取代保險絲嗎?
不行。TVS 鉗位電壓;保險絲斷開電流。兩者搭配使用 — TVS 鉗位尖峰,保險絲(或 PTC)中斷持續過電流。
是否該加串聯電阻?
視情況而定。對高能量事件,在 TVS 之前加一個小串聯電阻(1-10 Ω)可分擔能量,並降低 IC 處的鉗位電壓。常見於 RS-485 / CAN / 感測器線。
為什麼 RS-485 上的雙向 TVS 是非對稱的?
RS-485 相對於地不對稱擺動(+12 V / −7 V 共模範圍)。對稱雙向 TVS 要不是在正常範圍內鉗位(不好),就是有一側 VBR 過高。我們的 PT0712JL 等非對稱 TVS 完全契合匯流排輪廓。
SMA、SMB、DO-214、DO-218 有何不同?
封裝尺寸 / 電流額定。SMA(DO-214AC)持續約 1 A、SMB(DO-214AA)約 3 A、DO-214AB 約 5 A、DO-218AB 持續可達 12 A,並具備 load-dump 專用的 10/1000 μs 額定。