TVS使用技巧

1. 選擇合適的TVS參數

• 反向截止電壓（VRWM）：應大于被保護電路的最高工作電壓。如果是交流電路，VRWM應大于電路最大工作電壓的1.414倍。

• 鉗位電壓（VC）：應低于被保護電路所能承受的最大瞬態安全電壓。

• 峰值脈沖功率（IPP）：TVS的額定瞬態功率需大于電路中可能出現的最大瞬態浪涌功率。

• 結電容：對于高速信號或低功耗設備，結電容越小越好。例如，信號速率高于1 MHz時，應選擇結電容小于50 pF的TVS。

2. 正確安裝TVS

• 放置位置：TVS應盡量靠近可能暴露于外部環境的導體（如接口），以減少寄生電感。

• 接地設計：TVS的接地路徑應盡可能短且低阻抗，以確保快速泄放瞬態電流。

• 電路連接：TVS通常反向并聯在電路中，正常工作時處于高阻態，過電壓時迅速導通。

3. 多級防護設計

在復雜的電路中，TVS可以與其他防護器件（如壓敏電阻MOV）配合使用。為了避免器件損壞，應在TVS和MOV之間加入電感或電阻，以實現有效的多級防護。

4. 應用場景選擇

• 電源接口防護：適用于電源線的浪涌防護，需考慮工作電壓和脈沖功率。

• 信號接口防護：如USB、RS-485等接口，需選擇低結電容的TVS，以避免影響信號完整性。

EMC案例

1. 電源模塊浪涌防護

• 問題：電源模塊在雷擊或短路故障時，浪涌電壓可能損壞電路。

• 解決方案：在電源輸入端增加TVS管和壓敏電阻，并在兩者之間加入電感，實現兩級防護。

• 結果：有效提高了電源模塊的抗浪涌能力，通過了EMC測試。

2. USB接口靜電防護

• 問題：USB接口在熱插拔時容易受到靜電干擾，導致設備死機或損壞。

• 解決方案：在USB接口的電源線和差分信號線上并聯TVS管，將瞬態高壓泄放到地。

• 結果：顯著提高了設備的靜電抗擾度，解決了USB接口的ESD問題。

3. 汽車電子控制單元（ECU）輻射發射整改

• 問題：ECU的輻射發射超出標準限值，干擾車內其他設備。

• 解決方案：在電源引腳增加π型濾波電路，并在敏感接口處使用TVS管進行瞬態電壓抑制。

• 結果：輻射發射強度大幅降低，滿足了汽車行業的EMC標準。

4. 消費電子設備靜電防護

• 問題：某智能手機在ESD測試中頻繁死機。

• 解決方案：在電路設計中增加TVS管，吸收ESD產生的高能量脈沖，并優化接地設計。

• 結果：手機的ESD抗擾度顯著提高，通過了EMC測試。

通過以上技巧和案例可以看出，TVS在EMC設計中具有重要作用，能夠有效保護電路免受瞬態過電壓的損害。