中心議題：

• 過壓保護器件的選型要點
• ESD抑制器、壓敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制器TVS、陶瓷氣體放電管的選型指導

如何合理選擇正確的過壓保護器件?不同的過壓保護器件其保護原理各有不同，選擇的時候應結(jié)合其保護原理、工作條件和使用環(huán)境來考慮。本文介紹常用的幾種過壓保護器件ESD抑制器、壓敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制器TVS、陶瓷氣體放電管的選型技巧，幫助工程師正確選擇電路保護器件。

1. 過壓保護器件的選型要點

過壓保護器件(OVP)用于保護后續(xù)電路免受甩負載或瞬間高壓的破壞，常用的過壓保護器件有壓敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制器、靜電抑制器和放電管等。過壓保護器件選型應注意以下四個要點：

1)關(guān)斷電壓Vrwm的選擇。一般關(guān)斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%

2)箝位電壓VC的選擇。VC是指在ESD沖擊狀態(tài)時通過TVS的電壓，它必須小于被保護電路的能承受的最大瞬態(tài)電壓

3)浪涌功率Pppm的選擇。不同功率，保護的時間不同，如600w(10/1000us);300W(8/20us)

4)極間電容的選擇。被保護元器件的工作頻率越高，要求TVS的電容要越小

1.1 ESD抑制器

選擇合適的ESD保護器件，最大的難點在于如何最容易地明確哪種器件可以提供最大的保護。系統(tǒng)供應商一般是通過數(shù)據(jù)手冊上的ESD額定值(或標稱值)來比較ESD保護器件的好壞。事實上，從這些額定值根本看不出器件保護系統(tǒng)的能力有多強，關(guān)鍵取決于其二極管參數(shù)。主要的參考系數(shù)應該是：

• 快速響應時間
• 低箝位電壓
• 高電流浪涌承受能力

AEM(蘇州)科技有限公司副總經(jīng)理鄭索平介紹，選擇ESD器件應該遵循下面的要求：

(1)選擇靜電保護器件注意：

• 箝制電壓不要超過受保護器件的最大承受電壓
• 電路電壓不超過保護器件工作電壓
• 低電容值、漏電流盡可能的減少干擾及損耗

(2)靜電保護器件盡量安裝在最接近靜電輸入的地方，遠離被保護器件

(3)靜電保護器件一定接的大地線，不是數(shù)字地線

(4)回地的線路盡量的短，靜電保護器件與被保護線路之間的距離盡量的短

(5)盡量避免被保護與未被保護線路并排走線

1.2壓敏電阻

壓敏電阻是一種用得最多的限壓器件。廣泛的應用在汽車電子、通迅、計算機、消費類電子產(chǎn)品、軍用電子產(chǎn)品等方面，特別是在LCD、鍵盤、I/O接口、IC、MOSFET、CMOS、傳感器、手機、DVD、AV、ABS、馬達控制板、MP3、PDA、USB接口及高速數(shù)據(jù)信號線路上進行保護等。

壓敏電阻選用時應注意的是：連續(xù)施加在壓敏電阻兩端的電源電壓，不能超過規(guī)格表中列出的¡°最大持續(xù)工作電壓¡±值。還要充分考慮到電網(wǎng)(或電路)工作電壓的波動幅度,

選取壓敏電阻的壓敏電壓值時，要留有足夠的余量。國內(nèi)一般的波動幅度為30%。通過壓敏電阻的最大浪涌電流不應超過技術(shù)規(guī)格書中的¡°最大沖擊電流¡±值(也就是最大通流量)?？紤]到要耐受多次沖擊時，應該選用能耐受10次以上沖擊的浪涌電流值。

壓敏電阻的箝位電壓必須小于被保護的部件或設(shè)備能承受的最大電壓(即安全電壓)。

下頁內(nèi)容：瞬態(tài)電壓抑制器TVS、陶瓷氣體放電管的選型指導

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1.3 瞬態(tài)電壓抑制器TVS

瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10-12秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。

瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)廣泛應用在半導體及敏感的電子零件過電壓、ESD保護上，主要包括：消費類產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品、通訊、電腦、汽車、電源供應品、信號線路保護及軍事、航天航空導航系統(tǒng)及控制系統(tǒng)上。最大箝位電壓VC不可大于被保護設(shè)備最大的安全電壓，以及反向工作電壓(反向斷態(tài)電壓)須大于線路正常工作電壓，是使用TVS管時必須注意的問題，另外，交流電壓只能用雙向TVS。

TVS管的選用應注意以下幾點：

• 確定被保護電路的最大直流或連續(xù)工作電壓、電路的額定標準電壓和“高端”容限。
• TVS額定反向關(guān)斷VWM應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低，器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓，并行連接分電流。
• TVS的最大箝位電壓VC應小于被保護電路的損壞電壓。
• 在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi)，TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護電路內(nèi)可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應大于瞬態(tài)浪涌電流。
• 對于數(shù)據(jù)接口電路的保護，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。
• 根據(jù)用途選用TVS的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性TVS較為合理;多線保護選用TVS陣列更為有利。
• 溫度考慮。瞬態(tài)電壓抑制器可以在-55~+150℃之間工作。如果需要TVS在一個變化的溫度 工作，由于其反向漏電流IR是隨增加而增大;功耗隨
• TVS結(jié)溫增加而下降，從+25℃到+175℃，大約線性下降50%雨擊穿電壓VBR隨溫度的增加按一定的系數(shù)增加。因此，必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，考慮溫度變化對其特性的影響。

1.4 陶瓷氣體放電管

陶瓷氣體放電管屬于開關(guān)組件，用于電源防雷器共模電路中將雷電流泄放入地，也可用在差模電路中與壓敏電阻串聯(lián)而阻斷其漏電流。在信號防雷器中常用于第一級泄放浪涌電流，由于其反應速度慢，還要用第二級作限壓保護。

在選擇陶瓷氣體放電管時應注意：

• 陶瓷氣體放電管不能直接用在電源上做差模保護;
• 擊穿電壓要大于線路上最大信號電頻電壓;
• 耐電流不能小于線路上可能出現(xiàn)的最大異常電流;
• 還有脈沖擊穿電壓須小于被保護線路電壓。