TVS二极管凭借≤1ns的纳秒级响应速度、精准钳位特性与高可靠性，在轨道交通车载、地面与信号三大核心系统中，为110VDC车载电源、牵引变流器、通信接口、轨道信号等关键节点提供ESD与浪涌防护，是保障列车安全可靠运行的核心器件，需满足EN 50155等轨道交通认证。以下为其核心应用场景与技术要点，

    一、车载电源系统防护（核心场景）

     轨道交通车载电源多为110VDC（波动范围66–154VDC），易受接触网浪涌、负载突变与抛负载冲击，TVS是电源端口的一级防护核心。

1. 高压牵引与辅助电源入口

    场景：列车受电弓与接触网离线、高压断路器分合闸时产生的25kV/5kA级浪涌，以及牵引变流器的IGBT开关尖峰，会侵入110VDC母线。

    方案：选用5kW–7kW双向TVS（如Littelfuse 5.0SMDJ170CA、SLD8S系列），反向工作电压≥154VDC，钳位电压≤231VDC，吸收峰值脉冲电流≥136A，并联于电源母线与地之间。

    价值：防止电源模块击穿、车载控制系统掉电，将电源故障导致的行车中断率降低约50%。

2.  低压直流模块（24V/48V）防护

    场景：车载空调、照明、传感器等低压负载的开关瞬态与反向电动势，威胁DC-DC模块与控制芯片。

     方案：采用1.5KE系列1500W TVS或500W贴片TVS（DO-214AB封装），响应时间≤1ns，覆盖-55℃~125℃宽温，满足EN 50155振动与温度要求。

    价值：保障低压设备连续工作，延长维护周期至8年。

     二、车载通信与控制接口防护

    列车通信与控制接口（如CAN、RS485、以太网、MVB）易受ESD与线缆耦合浪涌，TVS需兼顾防护与信号完整性。

1.  车载网络总线（CAN/LIN/MVB）

    场景：车厢级控制总线（如牵引控制、制动系统）在插拔与电磁干扰下产生±15kV ESD与浪涌，导致数据丢包或节点损坏。

    方案：选用低电容（≤5pF）双向TVS阵列，如CAN总线专用TVS，差分线对称钳位，满足IEC 61000-4-2 ±15kV空气/8kV接触放电标准。

    价值：确保制动、牵引等安全相关指令无延迟传输，通信中断率下降约50%。

2.  车载以太网与射频接口

    场景：车载ATP/ATO系统的以太网接口（RJ45）、GPS/4G/5G天线端口，受雷击感应与静电损伤，影响列车定位与调度通信。

    方案：RJ45用TVS阵列保护PHY差分对，射频端口用≤1pF的超高速TVS，避免信号衰减。

    价值：保障列车与地面调度中心的实时通信，提升运行安全性。

3.  司机室操作与显示端口

    场景：HMI触摸屏、USB、RS232等端口的人体静电（±30kV）与插拔浪涌，损坏主控单元I/O口。

    方案：在I/O引脚并联低电容TVS，钳位电压匹配芯片耐压，防止闩锁效应（Latch-up）。

    价值：避免操作指令失效，降低人机界面故障风险。

     三、轨道信号与地面设备防护

     地面信号系统（如道岔控制、应答器、信号机）与轨道电路易受雷击与接触网感应过压，TVS是室外设备的核心防雷组件。

1.  轨道电路与道岔控制**

    场景：道岔三相交流控制电路在雷击时产生感应过压，损坏断相保护器与继电器，导致道岔转换故障。

    方案：在互感器二次侧与控制电路并联TVS钳位电路，吸收高压脉冲，配合MOV实现多级防护。

    价值：保障道岔可靠动作，避免信号错误引发的行车风险。

2.  应答器与信号机电子单元**

    场景：轨道旁应答器（向列车传输位置信息）与信号机受直击雷与感应雷冲击，浪涌能量可达数十千焦。

    方案：采用大功率TVS（≥10kW）与防雷模块配合，前端TVS泄放主要能量，后端TVS精细钳位，满足IEC 61000-4-5浪涌测试。

    价值：确保列车定位与信号显示准确，提升行车密度与安全。

     四、车载高压电气部件（牵引/制动）防护

牵引逆变器、IGBT驱动与制动控制单元的开关瞬态与浪涌，直接影响行车安全，TVS需承受高di/dt与大能量冲击。

1.  IGBT驱动与直流母线

    场景：IGBT关断时产生的dv/dt尖峰（可达1.5倍母线电压），威胁驱动芯片与母线电容。

    方案：在驱动端串联TVS与RC吸收电路，母线并联10kW级TVS，耐受峰值电流≥200A，动态电阻≤0.5Ω，快速钳位尖峰至安全水平。

    价值：防止IGBT击穿与驱动失效，降低牵引系统故障率。

2.  制动系统控制电路

    场景：电制动能量回馈时的电压突变与电磁干扰，影响制动控制单元（BCU）的压力控制精度。

    方案：在BCU电源与信号输入口并联TVS，配合EMI滤波器，确保制动指令精准执行。

    价值：保障列车制动距离与平稳性，避免制动失效风险。