TVS在常规过压保护中的应用

简介：
本文探讨了TVS（瞬态电压抑制器）器件在电子设备中用于常规过压保护的应用，分析其工作原理及优势。 在之前的文章《一文精通TVS的选型》里，我们介绍了如何通过理论计算来选择合适的瞬态电压抑制器（TVS）。读者们提问能否用它来进行常规过压保护，比如接错电源导致长时间过压的情况。虽然一个几毛钱的TVS可能看似能解决这个问题，并且比传统的可控硅、MOSFET或带过压保护功能芯片更为经济实惠，但其实际应用范围有限。 TVS的主要作用是防止电路受到瞬间过电压损害。当设备端口上的电压超过TVS的击穿点时，它会迅速转变为低阻状态来处理大电流并消耗多余的能量。然而，在长时间高电流状态下，TVS可能会因为过热而失效，并在5秒内损坏。 为了解决这个问题，有人建议使用自恢复保险管（PTC）与TVS结合的方式。当电路中的电流过大时，PTC会先发热膨胀断开电路，防止进一步的损害；一旦过流消失后又可冷却并恢复到低阻态，实现自我修复功能。 尽管这种组合在理论上是可行的，但使用TVS进行常规过压保护仍然存在局限性。例如它主要适用于小电流信号线路（如RS485和串口），且工作速率需控制在1Mbps以下。如果误将24V电源接到没有过压防护措施的RS485接口上，可能会导致芯片物理损坏。 设计这种保护方案时需要注意两个关键因素：首先TVS需要能够承受直至PTC断开电路前的所有电流；其次，PTC的动作时间必须短于TVS失效的时间。此外，在选择PPTC时应确保其持续工作电流大于实际应用中的最大值，并且动作响应速度尽可能快。 对于常规过压保护来说，也需要根据之前介绍的方法来挑选合适的TVS型号和计算它们能够承受的最大热量，以保证在PTC动作前不会因过热而损坏。尽管TVS主要用于瞬态电压的防护，但通过与PTC结合可以尝试应用于某些特定情况下的长期过压保护。 然而这种方法的应用范围依然有限，并且需要精确的设计和组件选择才能确保其有效性。因此，在实际应用中需谨慎评估风险并制定合适的策略以保证系统的可靠性。