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tvs二极管如何接在电路里面
发布时间:2025-6-16 23:05:02

在电子电路设计中,TVS 二极管的正确连接是实现有效瞬态电压保护的关键。其连接方式需综合考虑电路拓扑、信号特性、保护需求等多方面因素,小编带大家详细阐述 TVS 二极管在电路中的连接要点与技术细节。

一、连接位置的选择

TVS二极管应尽可能靠近被保护器件或端口,以减少过电压在传输路径上的反射与振荡。在电源电路中,TVS 二极管需放置在电源输入端口,直接拦截来自电网的浪涌;对于通信接口(如 USB、以太网),TVS 应串联在接口信号线与地之间,确保瞬态干扰在进入芯片前被抑制。同时,避免将 TVS 连接在大电感或长走线之后,防止电感储能导致二次浪涌损坏器件。

二、单极型与双极型 TVS 的连接差异

1. 单极型 TVS 的连接

单极型 TVS 适用于直流电路单向电压保护。在连接时,需根据电压极性正确区分阳极与阴极:正向电压保护场景中,TVS 阳极接电源正极,阴极接地;负向电压保护时则相反。例如,在锂电池充电电路中,单极型 TVS 的阳极接电池正极,阴极接保护地,可有效防止充电过压对电池管理芯片的损害。

鑫环微电TVS二极管.png

2. 双极型 TVS 的连接

双极型 TVS 可实现双向保护,常用于交流电路或电压极性不确定的场景。其两个电极可随意连接信号端与地,无需区分极性。在 AC-DC 电源适配器的交流输入端,双极型 TVS 跨接在火线与零线之间,能同时吸收正负半周的浪涌电压,为后端整流电路提供可靠防护。

三、与其他保护器件的配合连接

1. 与压敏电阻(MOV)的配合

在高能量浪涌防护场景中,常将 TVS 与 MOV 串联或并联使用。MOV 作为一级防护器件,先吸收大部分浪涌能量;TVS 作为二级防护,快速钳位残压,提升保护精度。连接时,MOV 靠近电源输入,TVS 靠近负载,二者间需保留适当的退耦电感(约 100μH),防止 MOV 的续流损坏 TVS。

2. 与保险丝的配合

为防止 TVS 在极端过压下因过热失效,可串联快速熔断保险丝。保险丝的额定电流需大于电路正常工作电流,且熔断时间应小于 TVS 的失效时间。例如,在汽车电子电路中,2A 的保险丝与 TVS 串联,能在 TVS 短路失效时迅速切断电路,避免火灾风险。

四、PCB 布局布线要点

TVS二极管的 PCB 布局布线直接影响其保护性能。首先,TVS 与被保护器件间的走线应尽可能短且宽,以降低线路阻抗;其次,TVS 的接地引脚需通过宽短的过孔直接连接到主地平面,减少接地电感。对于高频信号线路,TVS 的寄生电容(\(C_J\))会影响信号完整性,此时需采用开尔文接地技术,将 TVS 的接地端与信号地分离,降低寄生电容的影响。

五、连接后的性能验证

TVS连接完成后,需通过专业测试验证保护效果。使用浪涌发生器(如 1.2/50μs 电压波、8/20μs 电流波)模拟实际干扰,测量被保护器件两端的电压波形,确保钳位电压(\(V_C\))低于器件耐压值。同时,通过热成像仪检测 TVS 工作时的温升,验证其功率耗散能力是否满足设计要求。

TVS二极管在电路中的连接是一项系统性工程,需从器件选型、拓扑设计、PCB 实现到性能验证全流程把控。只有严格遵循专业连接规范,才能充分发挥 TVS 的瞬态保护性能,保障电子系统的稳定运行。


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