TVS全稱(chēng)瞬態(tài)電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppressors Devices)，從這個(gè)角度講其實(shí)常用到的硅基TVS、MOV、GDT、TSS這些器件都可以歸到此類(lèi)。只是由于材質(zhì)和防護(hù)機(jī)理的不一樣，行業(yè)會(huì)有不同的歸類(lèi)叫法，也方便區(qū)分。TVS設(shè)計(jì)出來(lái)的目的就是為了能夠有效的抑制那些非常高的瞬態(tài)電壓，如靜電、浪涌。能夠讓這些具有破壞性的能量限制在一定水平，從而保護(hù)產(chǎn)品。所以可以看出，TVS的真正意義是為了產(chǎn)品在實(shí)際使用中和測(cè)試時(shí)出現(xiàn)的過(guò)壓保護(hù)。
靜電放電測(cè)試基本是所有儀器儀表需要通過(guò)的EMC項(xiàng)目，而且很多時(shí)候會(huì)成為一個(gè)令電子工程師特別頭疼的問(wèn)題。在平常的靜電測(cè)試、設(shè)計(jì)、整改的過(guò)程中，很多電子工程師經(jīng)常會(huì)提出一個(gè)問(wèn)題“我把端口和一些敏感線(xiàn)路設(shè)計(jì)上TVS，是不是就可以解決ESD的問(wèn)題了？”所以昌暉儀表也會(huì)經(jīng)常跟提問(wèn)者去解釋一番。
為什么很多人會(huì)有這樣類(lèi)似的想法。大家知道，在EMC測(cè)試中會(huì)用到TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的項(xiàng)目一般是：ESD、浪涌、汽車(chē)7637-2、EFT這些項(xiàng)目。比如早期電子工程師在解決ESD的問(wèn)題時(shí)，有人給他們推薦了TVS，說(shuō)這個(gè)是防靜電的器件(靜電管)。也許就是這樣人們開(kāi)始叫它：靜電管，還有直接就叫ESD的(其實(shí)ESD全稱(chēng)：Electrostatic Discharge靜電放電并不是一種器件，只是測(cè)試項(xiàng)目)。可能諸如此類(lèi)就有了：浪涌管。所以很多之前沒(méi)有接觸過(guò)這些信息的人就會(huì)以為真的有ESD這種器件，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)自然沒(méi)有，不過(guò)我們知道他在說(shuō)什么。本身似乎也沒(méi)有什么，只是可能就出現(xiàn)了第一段的問(wèn)題，很多人會(huì)認(rèn)為T(mén)VS瞬態(tài)電壓抑制二極管就是解決靜電放電測(cè)試的所有問(wèn)題的。
靜電放電干擾的本質(zhì)
靜電放電測(cè)試項(xiàng)目所關(guān)心的并不是靜電本身，而是靜電放電時(shí)及放電后產(chǎn)品受到的干擾。所以研究的是靜電放電這種現(xiàn)象。靜電放電是一種高壓、高頻、強(qiáng)電磁場(chǎng)的現(xiàn)象。所以除了將電路擊穿損壞外，其實(shí)更多的是高頻和強(qiáng)電磁場(chǎng)這種特性對(duì)產(chǎn)品的差共模干擾。這種干擾并不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成破壞性，但是卻會(huì)造成很多軟性干擾，如重啟、卡死、花屏等。而這種干擾反而是日常遇到最多的，畢竟直接測(cè)試信號(hào)線(xiàn)的情況很少(因?yàn)檎l(shuí)會(huì)把信號(hào)線(xiàn)裸露到外面呢)。這些差共模干擾是TVS無(wú)能為力的。這些問(wèn)題需要從PCB、結(jié)構(gòu)、濾波、屏蔽、接地等方面來(lái)解決。
實(shí)際案例
類(lèi)似TF卡、HDMI這些端口在實(shí)際的設(shè)計(jì)中都會(huì)對(duì)端口的各個(gè)信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行TVS防護(hù)。實(shí)際上在測(cè)試HDMI口時(shí)，不管是空氣放電還是接觸放電，靜電流一定是通過(guò)端口的金屬外殼到地，是不會(huì)直接對(duì)信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行沖擊。所以這個(gè)上圖HDMI的TVS防護(hù)是為了解決在實(shí)際使用中可能出現(xiàn)在信號(hào)線(xiàn)上面的靜電干擾，并不是為了測(cè)試而為。TF卡座的測(cè)試有一些不一樣，因?yàn)門(mén)F座卡在測(cè)試時(shí)是插入內(nèi)存卡的。這個(gè)時(shí)候在放電時(shí)，靜電流就會(huì)通過(guò)內(nèi)存卡直接到信號(hào)引腳，這個(gè)時(shí)候我們可以認(rèn)為T(mén)VS是為了測(cè)試而為(因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候確實(shí)在承受直接沖擊)。
TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管是在齊納二極管工藝基礎(chǔ)上發(fā)明的一種新型高效電路保護(hù)元器件，p秒級(jí)別的響應(yīng)時(shí)間和高浪涌吸收能力是TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的核心優(yōu)勢(shì)。TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的工作原理，與常見(jiàn)的齊納二極管極其相似，在一定范圍內(nèi)，均可以限制電路中兩端的電壓，使得兩極間的電壓箝位穩(wěn)定在一個(gè)安全值，從而有效地保護(hù)電路中的精密元器免受破壞高壓、高流、高涌破壞。目前，TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管廣泛應(yīng)用在家用電器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、汽車(chē)電子、交/直流電源、電子鎮(zhèn)流器、儀器儀表、醫(yī)學(xué)、航空等方面。
選擇TVS型號(hào)需要哪些參數(shù)？
選擇TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管型號(hào)需要明確一些參數(shù)，昌暉儀表總結(jié)了幾點(diǎn)，供大家參考：
①最高工作電壓；
②瞬態(tài)電壓；
③箝位電壓；
④漏電流；
⑤結(jié)電容；
⑥封裝形式
如何判斷TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管好壞？
在采購(gòu)TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管時(shí)首要選擇正規(guī)、專(zhuān)業(yè)、可靠的廠(chǎng)家/制造商/供應(yīng)商，爭(zhēng)取把風(fēng)險(xiǎn)降到最低。當(dāng)然，如果還是不放心，可以借用萬(wàn)用表電阻1k擋檢測(cè)TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的好壞、優(yōu)劣。
如何區(qū)分TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的正負(fù)極和TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的單雙向？
當(dāng)瞬態(tài)電壓抑制二極管在您手上時(shí)候，首先要知道TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的正負(fù)極和TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的單雙向。
①看TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管標(biāo)志。TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管有單向和雙向之分，單向TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管一端有細(xì)色環(huán)，接的是正極；雙向TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管中間有兩道環(huán)或者沒(méi)有任何標(biāo)志，沒(méi)極性。
②看規(guī)格書(shū)區(qū)分TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的正負(fù)極和TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的單雙向。
③看TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管型號(hào)。TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管的型號(hào)命名是有規(guī)律的，大部分TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管型號(hào)均能看出參數(shù)。
④借助萬(wàn)用表工具：?jiǎn)蜗蛞贿呌须妷海绷鞣矫嬗醒┍罁舸┨匦裕浑p向都有電壓，直流方面，雙向?qū)ΨQ(chēng)。
作者：李義君、丁影
