怎么讓TVS管達到最佳電路保護

瞬態(tài)電壓抑制管TVS具有響應(yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿點煙偏差下，箝位電壓較易控制、體積小等特點。目前，TVS管已廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、交/直流電源、汽車、家用電器、儀器儀表、新能源等市場。

圖1：TVS鉗位電壓特性

在實際的電路中，如圖2所示，在DC input的時候，有時由于供電環(huán)境的變化會帶來一些瞬時脈沖。而要消除瞬時脈沖對器件損害的最好辦法，就是將瞬時電流從敏感器件引到地,一般具體做法是將TVS在線路板上與被保護線路并聯(lián)。這樣，當瞬時電壓超過電路正常工作電壓后，TVS將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時電流通過TVS被短路到GND，從而避開被保護器件，并且在電壓恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。而當瞬時脈沖結(jié)束以后，TVS二極管再自動恢復至高阻狀態(tài)，整個回路又回到正常電壓狀態(tài)。

圖2：典型的電路拓撲

本文主要講述通過在熱插拔電路保護和汽車電源線保護中典型應(yīng)用電路的實例，詳細探討如何正確應(yīng)用TVS管SMBJ5.0CA和如何使其應(yīng)用效果達到最佳。SMBJ5.0CA具有15KV空氣放電和30KV接觸放電的ESD防護等級，小于1ps的響應(yīng)速率、600w的10/1000us、duty小于0.01%的尖峰能量浪涌能量容量，并且反向工作電壓為5V，65A下的鉗位電壓為9V，這些主要的電氣特性使其非常適合在接口保護中。

在智能儀表行業(yè)里一般采用RS-485通訊。下圖所示為RS-485通訊接口的典型應(yīng)用。在保護RS-485接口不被靜電或者浪涌損壞通常用SMBJ5.0CA來做接口保護如下圖3所示，當靜電或者浪涌電壓高于5V時，SMBJ5.0CA會開始動作，將電壓鉗位在很低的位置，如果電流超過了峰值電流IPP話，最終電壓會被鉗位在9V左右，從而保護了后一級的器件不被損壞。

圖3：RS-485接口保護電路

集成運放對外界電應(yīng)力非常敏感。因此，在使用運放的過程中，如果因操作失誤或采取了不正常的工作條件，往往會出現(xiàn)過大的電壓或電流，特別是浪涌和靜電脈沖，從而很容易使運放受損或失效。5V輸出的直流穩(wěn)壓電源，在其穩(wěn)壓輸出端加上SMBJ5.0CA，可以保護使用該電源的儀器設(shè)備，同時還可以吸收電路中晶體管的集電極到發(fā)射極間的峰值電壓，從而保護晶體管。因此建議在每個穩(wěn)壓源的輸出端增加一個SMBJ5.0CA管，這樣可以大幅度地提高整機的可靠性。

圖4：運放的輸出級保護

圖5：直流穩(wěn)壓電源的輸出級保護

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