應對P5的脈沖干擾使用的TVS管

一引言

在汽車類電子的傳導抗擾測試中，有一個測試項目是P5脈沖抗擾度測試，這個測試項目的測試目的是衡量汽車電子、電氣設備在拋負載的情況下的使用性能正常性。具體的P5脈沖發(fā)生在正在放電的電池被松開的瞬間，而這時交流發(fā)電機正在對蓄電池進行充電，與此同時，其他的負載仍然接在交流發(fā)電機上。而應對P5的脈沖干擾，一般是解決方案是用大功率的TVS管，如下圖所示：

TVS管對設備的保護原理就不多說了，雖然我們有各種不同功率的TVS管來應對不同的脈沖干擾等級，但是實際情況中可能遇到的情況很復雜，整改的時候不一定能夠及時的找到相對應型號的器件（手中的器件防護標準等級達不到機器的需要），這個時候可以用其他的組合方式來替代方案。

二非常規(guī)手段替代方案

方案1：把兩個參數相同的TVS同方向并聯起來使用：

這種方法很好理解，多加上一個TVS，相當于多給了瞬時大電流一個流走的通道，讓電流可以從兩個通道流走。本質上對后端電路造成傷害的就是瞬時大電流，如果一個TVS管不能及時的把這些大電流導走，那么就多增加一個。在測試時，瞬時電流就是由測試電壓除以輸出電阻產生的。那么并聯兩個TVS后就可以把瞬時大電流加快導走，在一定的程度上通過的7637測試等級就會更高一些。但是這種方案有一定的局限性，首先需要兩個TVS的型號規(guī)格等參數是相同的，來保證在瞬時電流到來的時能夠同時動作。如果動作時間不相同，那么可能會造成其中一顆TVS管率先被打壞，而另一顆還沒有開始動作（先動作的那一顆TVS承受不住瞬時大電流）。注意兩個TVS并聯的時候是同方向的。接反的話會直接造成短路。

方案2：把兩個TVS串聯起來接在電路中間：

根據 Ipp=P/Vc 可以知道，在器件功率不變的情況下，減小其鉗位電壓，則其通過的最大峰值電流就會增大。而把兩顆TVS串聯，在保證總的鉗位電壓不變的前提下，其總的通流能力更大。如果我們把兩個TVS串聯起來，舉個例子，假設原本一顆6.8KP22A（通流能力為191A左右）的TVS能通過的7637測試等級為87V、4Ω、350ms?，F在把兩顆一樣的TVS（6.8KP12A）同方向串聯在一起，在保證組合之后的鉗位電壓還是35.5V的情況下，單顆TVS的鉗位電壓已經降低（18V左右），那么單顆的通流能力也就增大了（377A的通流），通流能力的增大就意味著通過的測試等級可以增高（實際測試可以通過的等級為87V、0.5Ω、350ms）。PS：注意兩個單向TVS的串聯方向，是同方向串聯，方向弄反的話則會使這兩個單向的TVS組成一個雙向的TVS。這跟只接一個單向的TVS沒什么區(qū)別了。

方案三：TVS前端加電感：

電感對于電路來說有著抑制電流變化的作用。在7637等級測試不通過的時候，可以考慮在TVS的前端加上一個電感，電感具有儲能的作用，在電路中會儲存電量，由于電感有著通直阻交的特性，會阻礙電流的變化，因此測試電壓過來的時候，電感可以把電流通過TVS管的時間變長，這樣TVS管就能在原來的通過的等級基礎上，更進一層。但是要注意考慮電感的通流量及飽和度。

三總結

當手中沒有足夠防護能力的TVS器件時，有時候可以考慮使用一些非常規(guī)手段來替代之前的方案，總結下來大概就是分為兩種：分壓和擴流，在TVS的前端一些常規(guī)器件使到達TVS時的電壓降低（電阻、電感），或者是通過擴大電流導出的通道和增加電流導出的路徑（串聯、并聯）。

因為TVS的防護能力其實可以理解為通過TVS把電壓鉗位到一個后端被保護電路能夠承受得住的值，或者說通過TVS及時的把瞬時大電流導走，從而保護后端電路，只要基于這兩點去考慮就能夠想到一些應對方法。

原文標題：意想不到的TVS妙用

文章出處：【微信公眾號：韜略科技EMC】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

責任編輯：haq