应对P5的脉冲干扰使用的TVS管

一引言

在汽车类电子的传导抗扰测试中，有一个测试项目是P5脉冲抗扰度测试，这个测试项目的测试目的是衡量汽车电子、电气设备在抛负载的情况下的使用性能正常性。具体的P5脉冲发生在正在放电的电池被松开的瞬间，而这时交流发电机正在对蓄电池进行充电，与此同时，其他的负载仍然接在交流发电机上。而应对P5的脉冲干扰，一般是解决方案是用大功率的TVS管，如下图所示：

TVS管对设备的保护原理就不多说了，虽然我们有各种不同功率的TVS管来应对不同的脉冲干扰等级，但是实际情况中可能遇到的情况很复杂，整改的时候不一定能够及时的找到相对应型号的器件（手中的器件防护标准等级达不到机器的需要），这个时候可以用其他的组合方式来替代方案。

 

二非常规手段替代方案

方案1：把两个参数相同的TVS同方向并联起来使用：

这种方法很好理解，多加上一个TVS，相当于多给了瞬时大电流一个流走的通道，让电流可以从两个通道流走。本质上对后端电路造成伤害的就是瞬时大电流，如果一个TVS管不能及时的把这些大电流导走，那么就多增加一个。在测试时，瞬时电流就是由测试电压除以输出电阻产生的。那么并联两个TVS后就可以把瞬时大电流加快导走，在一定的程度上通过的7637测试等级就会更高一些。但是这种方案有一定的局限性，首先需要两个TVS的型号规格等参数是相同的，来保证在瞬时电流到来的时能够同时动作。如果动作时间不相同，那么可能会造成其中一颗TVS管率先被打坏，而另一颗还没有开始动作（先动作的那一颗TVS承受不住瞬时大电流）。注意两个TVS并联的时候是同方向的。接反的话会直接造成短路。

方案2：把两个TVS串联起来接在电路中间：

根据 Ipp=P/Vc 可以知道，在器件功率不变的情况下，减小其钳位电压，则其通过的最大峰值电流就会增大。而把两颗TVS串联，在保证总的钳位电压不变的前提下，其总的通流能力更大。如果我们把两个TVS串联起来，举个例子，假设原本一颗6.8KP22A（通流能力为191A左右）的TVS能通过的7637测试等级为87V、4Ω、350ms。现在把两颗一样的TVS（6.8KP12A）同方向串联在一起，在保证组合之后的钳位电压还是35.5V的情况下，单颗TVS的钳位电压已经降低（18V左右），那么单颗的通流能力也就增大了（377A的通流），通流能力的增大就意味着通过的测试等级可以增高（实际测试可以通过的等级为87V、0.5Ω、350ms）。PS：注意两个单向TVS的串联方向，是同方向串联，方向弄反的话则会使这两个单向的TVS组成一个双向的TVS。这跟只接一个单向的TVS没什么区别了。

方案三：TVS前端加电感：

电感对于电路来说有着抑制电流变化的作用。在7637等级测试不通过的时候，可以考虑在TVS的前端加上一个电感，电感具有储能的作用，在电路中会储存电量，由于电感有着通直阻交的特性，会阻碍电流的变化，因此测试电压过来的时候，电感可以把电流通过TVS管的时间变长，这样TVS管就能在原来的通过的等级基础上，更进一层。但是要注意考虑电感的通流量及饱和度。

三总结

当手中没有足够防护能力的TVS器件时，有时候可以考虑使用一些非常规手段来替代之前的方案，总结下来大概就是分为两种：分压和扩流，在TVS的前端一些常规器件使到达TVS时的电压降低（电阻、电感），或者是通过扩大电流导出的通道和增加电流导出的路径（串联、并联）。

因为TVS的防护能力其实可以理解为通过TVS把电压钳位到一个后端被保护电路能够承受得住的值，或者说通过TVS及时的把瞬时大电流导走，从而保护后端电路，只要基于这两点去考虑就能够想到一些应对方法。

原文标题：意想不到的TVS妙用

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责任编辑：haq