TVS管的功率计算与选型

咱还是接着聊TVS管。前面讲了TVS管的关键参数，和稳压管的区别以及TVS管如何选型，常规的知识点已经讲的差不多了。今天我们就聊点不那么常见，至少你百度上不太容易搜到，但又很重要的知识点。

一道面试题

照例，先抛出来一道面试题：“选择多大功率的TVS管才算合适？”。关于TVS功率的选择，不晓得之前你考虑过没。反正我这边是感觉网上关于TVS管参数、选型等文章比较多，但关于TVS管功率计算及功率选型的文章比较少。但往往在这些点上更能体现面试者的功力。

TVS的Pppm

研究过TVS规格书的同学，对于上面的曲线一定不陌生。不管是哪个品牌，规格书上一定会详细罗列Vrwm、Vbr、Vcl、Ipp等，但还有个Pppm不晓得你注意过没有，它在表格中不会体现，通常是混杂在特性描述或大段的文字说明中。

如下图，在关键特性表格中不会出现Pppm；

如下图，某TVS规格书的总体概述中隐藏着Pppm：

在另一份TVS规格书，Pppm则包含在Features中：

Pppm到底是什么？

Pppm：Maximum peak pulse power，最大峰值脉冲功率，说直白些，就是最大瞬态脉冲功耗。读过TVS管如何选型的同学应该记得里面有讲过峰值脉冲电流Ipp，从名字上看前面相同，两者有怎样的关系呢？

Pppm和Ipp之间有怎样的关系？

如下面公式所示：

Vcl就是我们前面文章中提到的钳位电压。

10/1000us电流波形

细心的同学会发现：为什么在上面介绍Pppm时都会说明前置条件“ 10/1000us"？ 

因为Ipp的数值是在给定脉冲电流波形下的形成的，而这个给定脉冲电流通常是10/1000us。因为Pppm=VclxIpp，所以Pppm也有波形的前置条件。

又有同学好奇：10/1000us波形是什么？这里不做具体展开了，简单贴一幅图。

Tr：电流波形从峰值(Ippm)的10%上升至90%所消耗的时间；

Td：电流波形从开始到波形下降至峰值(Ippm)的一半所消耗的时间。

10/1000us波形就是Tr=10us，Td=1000us所对应的波形。

如果这篇文章仅把Pppm介绍到这里，有些太浮于表面，不符合硬件微讲堂的调性。我们需要再深入一步。

电流波形变化后，Pppm会怎样？

当然。前面说了Vppm有前置条件：给定波形10/1000us。如果测试波形发生调整，Vppm数值也相应变化。

如果给定电流波形调整为8/20us，Pppm会怎样？

为了更有说服力，我们以ST的TVS管SMBJ5.0CA为分析对象。规格书明确写明Pppm=600W@10/1000us波形，如下图所示。

在规格书中发现有Ppp-tp的曲线图，如下图所示：

不晓得你看过上图后，是否能够得出8/20us波形对应的Pppm是多少的答案。如果没有，请继续往下，我们一起分析下这幅图。

请跟随我的步伐，从①开始看：

①时间轴找到1ms，即1000us处，向上对应曲线；

②查看1000us处对应的Pppm为600W；

③明确该600W对应的是10/1000us电流波形；

④时间轴找到20us，向上对应曲线；

⑤查看20us处对应的Pppm为4000W；

⑥明确该4000W对应的是8/20us电流波形。

注意：横坐标时间轴是tp，表征脉冲的持续时间，相当于10/1000us波形中的td，而不是单纯的时间t。

TVS管的功率选型

前面我们研究了结合Pppm-tp曲线，根据测试波形的不同去识别不同条件下TVS管的功率。下一步我们讨论本文最为关键的问题：如何确定我们选择的TVS管功率是否合适？

搞清楚这个问题前，我们需要明确前置条件：

①测试波形是哪个；

②测试电压是多少，计为Utest；

③测试发生器的内阻是多少，计为Rtest。

通过Ut和Rt，我们可以轻松地计算出实际电路中最大的测试电流Itest。

如果要让TVS管在测试过程中顺利泄放能量(电流)，TVS上需要通过的功率Ptest，约为：

所以，我们需要确保所选的TVS管在该测试波形下的Pppm要大于Ptest。注意该测试波形是不是10/1000us波形。如果不是，需要根据上一小节的方法做换算Pppm。

总结

今天要讨论的问题差不多了，2000多字，干货满满！！我们来梳理下今天都讨论了哪几个问题，答案请在文章查找。

①Pppm到底是什么？

②Pppm和Ipp之间有怎样的关系？

③为什么Pppm会有10/1000us波形的前置条件？

④10/1000us波形是什么？

⑥如果前置条件变化，Pppm会怎样？

⑦如何确定我们选择的TVS管功率是否合适？

以上讨论内容，都是基于我的理解。如果有哪里不合适的，欢迎留言指正，谢谢！

来源： 本文转载自硬件微讲堂 

　　审核编辑：汤梓红