常用四大类过压保护器件选型攻略

中心议题：

• 过压保护器件的选型要点
• ESD抑制器、压敏电阻、瞬态电压抑制器TVS、陶瓷气体放电管的选型指导

如何合理选择正确的过压保护器件?不同的过压保护器件其保护原理各有不同，选择的时候应结合其保护原理、工作条件和使用环境来考虑。本文介绍常用的几种过压保护器件ESD抑制器、压敏电阻、瞬态电压抑制器TVS、陶瓷气体放电管的选型技巧，帮助工程师正确选择电路保护器件。

1. 过压保护器件的选型要点

过压保护器件(OVP)用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏，常用的过压保护器件有压敏电阻、瞬态电压抑制器、静电抑制器和放电管等。过压保护器件选型应注意以下四个要点：

1)关断电压Vrwm的选择。一般关断电压至少要比线路最高工作电压高10%

2)箝位电压VC的选择。VC是指在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压

3)浪涌功率Pppm的选择。不同功率，保护的时间不同，如600w(10/1000us);300W(8/20us)

4)极间电容的选择。被保护元器件的工作频率越高，要求TVS的电容要越小

1.1 ESD抑制器

选择合适的ESD保护器件，最大的难点在于如何最容易地明确哪种器件可以提供最大的保护。系统供应商一般是通过数据手册上的ESD额定值(或标称值)来比较ESD保护器件的好坏。事实上，从这些额定值根本看不出器件保护系统的能力有多强，关键取决于其二极管参数。主要的参考系数应该是：

• 快速响应时间
• 低箝位电压
• 高电流浪涌承受能力

AEM(苏州)科技有限公司副总经理郑索平介绍，选择ESD器件应该遵循下面的要求：

(1)选择静电保护器件注意：

• 箝制电压不要超过受保护器件的最大承受电压
• 电路电压不超过保护器件工作电压
• 低电容值、漏电流尽可能的减少干扰及损耗

下页内容：瞬态电压抑制器TVS、陶瓷气体放电管的选型指导

1.3 瞬态电压抑制器TVS

瞬态电压抑制器(TVS)是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

瞬态电压抑制二极管(TVS)广泛应用在半导体及敏感的电子零件过电压、ESD保护上，主要包括：消费类产品、工业产品、通讯、电脑、汽车、电源供应品、信号线路保护及军事、航天航空导航系统及控制系统上。最大箝位电压VC不可大于被保护设备最大的安全电压，以及反向工作电压(反向断态电压)须大于线路正常工作电压，是使用TVS管时必须注意的问题，另外，交流电压只能用双向TVS。

TVS管的选用应注意以下几点：

• 确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
• TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压，并行连接分电流。
• TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
• 在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
• 对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
• 根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理;多线保护选用TVS阵列更为有利。
• 温度考虑。瞬态电压抑制器可以在-55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度 工作，由于其反向漏电流IR是随增加而增大;功耗随
• TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。

1.4 陶瓷气体放电管

陶瓷气体放电管属于开关组件，用于电源防雷器共模电路中将雷电流泄放入地，也可用在差模电路中与压敏电阻串联而阻断其漏电流。在信号防雷器中常用于第一级泄放浪涌电流，由于其反应速度慢，还要用第二级作限压保护。

在选择陶瓷气体放电管时应注意：

• 陶瓷气体放电管不能直接用在电源上做差模保护;
• 击穿电压要大于线路上最大信号电频电压;
• 耐电流不能小于线路上可能出现的最大异常电流;
• 还有脉冲击穿电压须小于被保护线路电压。