TVS使用技巧

1. 选择合适的TVS参数

• 反向截止电压（VRWM）：应大于被保护电路的最高工作电压。如果是交流电路，VRWM应大于电路最大工作电压的1.414倍。

• 钳位电压（VC）：应低于被保护电路所能承受的最大瞬态安全电压。

• 峰值脉冲功率（IPP）：TVS的额定瞬态功率需大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率。

• 结电容：对于高速信号或低功耗设备，结电容越小越好。例如，信号速率高于1 MHz时，应选择结电容小于50 pF的TVS。

2. 正确安装TVS

• 放置位置：TVS应尽量靠近可能暴露于外部环境的导体（如接口），以减少寄生电感。

• 接地设计：TVS的接地路径应尽可能短且低阻抗，以确保快速泄放瞬态电流。

• 电路连接：TVS通常反向并联在电路中，正常工作时处于高阻态，过电压时迅速导通。

3. 多级防护设计

在复杂的电路中，TVS可以与其他防护器件（如压敏电阻MOV）配合使用。为了避免器件损坏，应在TVS和MOV之间加入电感或电阻，以实现有效的多级防护。

4. 应用场景选择

• 电源接口防护：适用于电源线的浪涌防护，需考虑工作电压和脉冲功率。

• 信号接口防护：如USB、RS-485等接口，需选择低结电容的TVS，以避免影响信号完整性。

EMC案例

1. 电源模块浪涌防护

• 问题：电源模块在雷击或短路故障时，浪涌电压可能损坏电路。

• 解决方案：在电源输入端增加TVS管和压敏电阻，并在两者之间加入电感，实现两级防护。

• 结果：有效提高了电源模块的抗浪涌能力，通过了EMC测试。

2. USB接口静电防护

• 问题：USB接口在热插拔时容易受到静电干扰，导致设备死机或损坏。

• 解决方案：在USB接口的电源线和差分信号线上并联TVS管，将瞬态高压泄放到地。

• 结果：显著提高了设备的静电抗扰度，解决了USB接口的ESD问题。

3. 汽车电子控制单元（ECU）辐射发射整改

• 问题：ECU的辐射发射超出标准限值，干扰车内其他设备。

• 解决方案：在电源引脚增加π型滤波电路，并在敏感接口处使用TVS管进行瞬态电压抑制。

• 结果：辐射发射强度大幅降低，满足了汽车行业的EMC标准。

4. 消费电子设备静电防护

• 问题：某智能手机在ESD测试中频繁死机。

• 解决方案：在电路设计中增加TVS管，吸收ESD产生的高能量脉冲，并优化接地设计。

• 结果：手机的ESD抗扰度显著提高，通过了EMC测试。

通过以上技巧和案例可以看出，TVS在EMC设计中具有重要作用，能够有效保护电路免受瞬态过电压的损害。