电路与系统保护专家 在电路中如何选⽤ESD(TVS)

(1) 根据 IEC61000-4-2 国际标准,TVS 芯片必须达到抗击最⼩8 KV(MB,接触)和 15 kV(BM,空⽓)的ESD冲击,不同⼚商也会采用更⾼的抗冲击标准。应用设计时,可以 根据客户便携产品的应⽤需求,进行相应的选择。 

(2) TVS 的电容量 C 是数据接⼝电路选⽤TVS 的重要参数。对于数据/信号频率越⾼的电 路,芯片电容对电路的⼲扰越⼤,形成噪声或衰减信号强度也越⼤;因此,需要根 据电路需求来决定所选器件的电容范围。⾼频电路应选择电容尽量⼩(如 LCTVS,电 容不⼤于 3 pF),⽽对电容要求不⾼的电路,电容的容量选择可⾼于 40pF。 

(3) TVS 芯片应用选择时,如果电路可能承受来⾃两个⽅向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲 击时,应当选⽤双极性 TVS;否则可选⽤单极性 TVS。 

(4) TVS 应用时,工作 Vc 值应低于被保护器件的最⾼电压。Vc 是 TVS 在截⽌状态的电 压,也是当 ESD 冲击时通过 TVS 的电压,它不能⼤于被保护回路可承受极限电压。 

(5) TVS 应用时,在正常⼯作状态时不能处于击穿状态,要保持在 VR 以下,综合考虑 VR 和 VC 两⽅⾯的要求来选择适当的 TVS。 

(6) TVS 应用时,应根据已知的浪涌电流 IPP,通过 VCIpp 来确定功率,选择相应器件; 如果⽆法确定 IPP 的⼤致范围,则应选⽤功率⼤些的 TVS 为好。 

(7) TVS 应用时,应关注 PM 参数(能承受的最⼤峰值脉冲功率耗散值)。在给定的最⼤ 箝位电压下,功耗 PM 越⼤,其浪涌电流的承受能⼒越⼤;在给定的功耗 PM 下,箝 位电压 VC 越低,其浪涌电流的承受能⼒越⼤。另外,峰值脉冲功耗 PM 还与脉冲波 形、持续时间和环境温度有关。 

(8) TVS 应用时,应关注 TVS 所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频 率(持续时间与间歇时间之⽐)为 0.01%。如果电路内出现重复性脉冲,应注意脉冲 功率的累积,有可能损坏 TVS 芯片。 

(9) TVS 应用时,对于⼩电流负载的保护,需要在电路中增加限流电阻,只要限流电阻 的阻值适当,⼀般不会影响线路的正常⼯作,还可以降低⼲扰所产⽣的电流。所以 在应用中,可以选⽤峰值功率较⼩的 TVS 管来对⼩电流负载线路进⾏保护。


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