“TVS选型翻车警告：为何你的防护总被击穿？3步精准计算法揭秘！”—— 硬件人必看！

科创闲谈 2025-03-30 趣味人生 76514

TVS到底是个啥？

一句话总结：电路端口的“瞬态保镖”！

TVS（瞬态电压抑制器），江湖人称“雪崩击穿二极管”。它像电路端口的“瞬态保镖”，平时低调隐身（高阻态），一旦遇到电压浪涌（如雷击、静电），瞬间“放大招”——雪崩击穿，泄放电流、钳制电压，保护后级电路！

关键角色区分：

- 单向TVS：守护直流电路，反向并联，正电压防护

- 双向TVS：驻守交流/双向电压电路，正负浪涌通吃

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TVS选型必懂的5大核心参数

选型就像“相亲”，参数不摸透，注定踩坑！

参数 江湖黑话 选型避坑指南
Vrwm 截止电压 必须＞电路最高工作电压！否则TVS提前"罢工"，漏电流暴增
Ir 漏电流 越小越好！尤其模拟采样电路，漏电流影响AD精度
VBR 击穿电压 实测值在VBRmin~VBRmax之间才合格（±5%偏差）
VC & IPP 钳位电压 & 峰值脉冲电流 VC＜后级电路耐压极限！IPP越大，抗浪涌能力越强
结电容 信号杀手（隐形刺客） 高速IO端口选结电容＜1pF，否则信号畸变！

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TVS选型5步法：从“经验玄学”到“科学计算”

终极目标：电压钳得住、功率扛得稳、电容不捣乱！

Step 1：锁定Vrwm（截止电压）

公式：Vrwm ≈ 1.1~1.2 × VCC`

实操：若电路最高电压26V，选Vrwm≥28V的TVS。

Step 2：严控VC（钳位电压）

红线：VC必须＜后级电路最大耐压！

举例：后级耐压50V，选VC＜50V的TVS。

Step 3：算功率！算功率！算功率！

核心公式：

- 测试电流：I_actual = U_测试电压 / R_内阻

- 功率需求：P_实际 = VC × I_actual × 波形系数`

波形系数：

- 10/1000μs波形 → 系数=1

- 8/20μs波形 → 系数≈0.33

举例：测试电压500V，内阻2Ω，波形8/20μs →

I_actual=500V/2Ω=250A→ P_实际=50V×250A×0.33≈4166W

选型：TVS功率需＞4166W（如5.0SMDJ26A，Pppm=6600W）。

Step 4：漏电流（Ir）敏感场景

模拟电路/低功耗设备：优选Ir＜1μA的TVS！

Step 5：结电容（CI）致命细节

高速信号（USB/HDMI）：选CI＜1pF的TVS，否则信号直接“糊”成马赛克！

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实战案例：24V电源端口防护设计

需求：

- 工作电压24V，最高26V

- 后级耐压50V

- 测试条件：8/20μs波形，500V测试电压，内阻2Ω

选型过程：

1. Vrwm：1.2×24V≈28.8V → 选26V规格（余量充足）

2. VC：选VC=42.1V（＜50V）

3. 功率：计算需4166W → 选5.0SMDJ26A（6600W）

4. 结电容/漏电流：电源端口无需严控，直接忽略

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总结：TVS选型心法

- 电压钳位是底线：Vrwm和VC必须卡死！

- 功率冗余是安全感：测试波形越“狠”，功率余量越大！

- 结电容是隐形炸弹：高速信号不重视，调试两行泪！

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记住：选型不是“抄作业”，吃透参数+实战计算=硬件大神的终极奥义！

审核编辑 黄宇

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