瞬態抑制二極管（TVS）選型核心要素解析-ASIM阿賽姆

來源：發布日期 2025-08-19 14:59:16瀏覽：-

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一、電壓參數定義與選型準則

1. 反向截止電壓（VRWM）

   • 選型公式：VRWM ≥ 電路最大工作電壓 × 1.2
   • 示例：5V±10%系統需滿足 VRWM ≥ 5.5V × 1.2 = 6.6V
   • 失效機制：VRWM過低將導致常態漏電流超標（實測數據：VRWM=4V應用于5V系統，25℃漏電流達120μA）

2. 動態鉗位電壓（Vc）

   • 約束條件：Vc(max) < 被保護IC耐受電壓
   • 實測對比：

     型號	Ipp=10A時Vc	Ipp=50A時Vc	電壓漂移率
     SMAJ5.0A	9.4V	14.2V	+51%
     ESDA6V1S	8.2V	10.5V	+28%

二、功率耐受能力計算模型

浪涌能量吸收公式：
能量 E = 時間積分（Vc(t) × Ipp(t)）dt

行業標準波形參數：

選型驗證：

• 已知條件：IEC61000-4-5 等級4（6kV/3kA 8/20μs）
• 計算：最小能量 E_min = 0.5 × 電感L × Ipp² = 0.5 × 10μH × (3000A)² = 45J
• TVS要求：峰值脈沖功率 Pppm > E_min × K / t = 45 × 1.0 / (20 × 10??) = 2.25MW → 選15KP系列（15kW）

三、高頻參數約束表

四、行業應用合規性要求

五、失效模式與防護設計

1. TVS失效機理

   • 熱失效：結溫 > Tj(max)（硅器件通常175℃）
   • 電失效：Ipp > Ipp(max)導致金屬層熔斷

2. 多級防護電路設計

   輸入 → [氣體放電管GDT] → [π型濾波器] → [TVS] → 被保護電路                 │               │                阻抗Z1          阻抗Z2 
   

   • 參數要求：
     GDT擊穿電壓 > 1.5 × TVS反向截止電壓
     GDT通流量 > 3 × TVS峰值脈沖電流

六、前沿技術參數（2024）

結語
    TVS選型需嚴格遵循電壓匹配、功率驗證、高頻參數約束三項基本原則。設計階段應進行SPICE仿真（推薦模型：Littelfuse SPICE Kit），并通過IEC 61000-4標準實測驗證。器件必須滿足應用場景的強制認證要求（如AEC-Q101/ISO16750）。