TVS（瞬态电压抑制器）在电子工程中用于端口防护，防止瞬间电压冲击损坏后级电路。

尽管其重要性不言而喻，但TVS选型过程常缺乏理论计算指导，多依赖经验或推荐电路。本文通过详细解析选型过程，帮助新老电子工程师在不同情况下，选择合适得TVS器件。

TVS（Transient Voltage Suppressors），即瞬态电压抑制器，又称雪崩击穿二极管，分单向与双向，用于保护电路免受异常过电压损害。单向TVS常用于直流电路，双向TVS用于交变电压电路。在正常状态下，TVS呈高阻态，不影响电路工作；遇异常过电压时，TVS迅速转变为低阻态，泄放过电流并钳制电压，保护后级电路。过电压消失后，TVS恢复高阻态。

TVS关键参数

(1) Vrwm截止电压：

TVS的最高工作电压（V_RWM）是TVS可连续承受而不损坏的最高峰值电压。对于交流电压，用有效值表示。电路最高工作电压需小于V_RWM，以防TVS误动作导致电路异常。

(2) IR 漏电流：

漏电流（I_R）是TVS在截止状态下的最大电流，通常在V_RWM下测量。同条件下，双向TVS漏电流约为单向的两倍。对于模拟端口，漏电流影响采样精度，因此TVS的漏电流越小越优。

(3) VBR 击穿电压

击穿电压V_BR是TVS在10mA左右脉冲电流下的电压值，测试时间不超过400ms以防损坏。V_BR有±5%的偏差范围，合格品V_BR应位于V_BR_MIN和V_BR_MAX之间。

(4) IPP 峰值脉冲电流 ，VC 钳位电压

峰值脉冲电流I_PP（常用10/1000μs波形）和钳位电压V_C是衡量TVS保护能力的关键参数。I_PP反映耐脉冲冲击能力，V_C反映电压限制能力。同型号TVS下，I_PP越大，耐冲击越强；V_C越小，钳位特性越好。

(5) 结电容CI，漏电流Ir

结电容是TVS中的寄生电容，在高速IO端口保护需要重点关注，过大的结电容可能会影响信号的质量。漏电流主要带来了功率的损耗，或者是在模拟信号中，会影响AD信号的采样值。

TVS选型过程

熟知TVS的基本参数后，开始进入最重要的TVS选型过程。选择TVS之前，首先要明确三个目标：电压合适能保护后级电路、引入的TVS的结电容不能影响电路、TVS功率余量充足，满足测试标准，且不能比保险管先挂。

选型的过程可以按照以下的步骤进行：.选择TVS最高工作电压Vrmw、选择TVS钳位电压VC、选择TVS的功率、评估漏电流Ir的影响、评估结电容的影响。

选择TVS最高工作电压Vrmw

在电路正常工作情况下，TVS 应该是不工作的，即处于截止状态，所以 TVS 的截止电压应大于被保护电路的最高工作电压。这样才能保证 TVS 在电路正常工作下不会影响电路工作。但是 TVS 的工作电压高低也决定了 TVS 钳位电压的高低，在截止电压大于线路正常工作电压的情况下，TVS 工作电压也不能选取的过高，如果太高，钳位电压也会较高，所以在选择 Vrwm 时，要综合考虑被保护电路的工作电压及后级电路的承受能力。要求Vrwm要大于工作电压，否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大，接近导通，或者雪崩击穿，影响正常电路工作。

综合考虑，Vrwm可以参考以下的公式：

Vrwm≈1.1~1.2*VCC ；--------其中VCC为电路的最高工作电压。

选择选择TVS钳位电压VC

TVS 钳位电压应小于后级被保护电路最大可承受的瞬态安全电压，VC 与 TVS 的雪崩击穿电压及 I PP 都成正比。对于同一功率等级的 TVS，其击穿电压越高 V C 也越高，所选TVS的最大箝位电压Vc不能大于被防护电路可以承受的最大电压。否则，当TVS钳在Vc时会对电路造成损坏。

Vc可以参考以下的公式：

VC＜Vmax ；-----其中Vmax为电路能承受的最高电压。

选择TVS的功率Pppm（或者Ipp）

TVS 产品的额定瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率，理论上，TVS的功率越大越好，能够承受更多的冲击能量和次数，但是功率越高，TVS的封装越大，价钱也越高，所以，TVS的功率满足要求即可。对于不同功率等级的 TVS，相同电压规格的 TVS 其 V C 值是一样的，只是 I PP 不同。故 Pppm 与 Ippm成正比，Ippm 越大，Pppm 也越大。对于某一电路 ，有对应的测试要求，设实际电路中的最大测试电流为 Iactual ，则 I

actual 可估算为：

Iactual=Uactual/Ri；---------其中 Uactual 为测试电压，Ri为测试内阻。

TVS 要通过测试，故实际电路中要求 10/1000μs 波形下 TVS 的最小功率 P actual 为：-------其中di/dt为波形转换系数，如实际测试波形为其他波形，如 8/20μs波形，建议di/dt取，如测试波形为 10/1000μs，取，实际选型中，TVS 应留有一定的裕量，TVS 的功率PPMP 选择应遵循Pppm＞Pactual。

根据所选的TVS的结电容和漏电流评估影响

如果TVS 用在高速IO端口防护、模拟信号采样、低功耗设备场合，就需要考虑结电容和漏电流的影响，两则的参数越小越好。

实际选型举例

电路的正常工作电压VCC是24V，最高工作电压Vmax是26V,后级电路可承受的最高瞬态电压为50V，实验的测试波形为 8/20μs波形，测试电压500V，测试电源内阻及PPTC的静态电阻合计为2Ω。根据上述信息选择合适的TVS。

1) 选择TVS最高工作电压

Vrmw≈1.1~1.2*VCC=26~28V

2) 选择选择TVS钳位电压

VC＜Vmax=50V

3) 计算实际测试波形功率：

Pact=50*（500/2）*1/3=4166W

根据计算结果，可以选用5.0SMDJ26A这个TVS，由于这个TVS用在电源端口，结电容和漏电流基本可以忽略不计。

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