TVS二極管能并聯(lián)使用嗎？TVS二極管能串聯(lián)使用嗎？1200字理清TVS電路設(shè)計(jì)易錯(cuò)點(diǎn)

Part 01

前言

TVS二極管是一種用于保護(hù)電路免受瞬態(tài)電壓，比如浪涌電壓和靜電放電損害的器件。我們一般在電源線路、控制線路、通信線路等易受電壓尖峰影響的地方放置一個(gè)TVS二極管。當(dāng)外界有浪涌電壓（如雷擊、感性負(fù)載開關(guān)引起的電壓尖峰）時(shí)，TVS二極管能迅速導(dǎo)通，將瞬態(tài)過電壓引導(dǎo)至地，從而保護(hù)電路中的敏感器件。

我們?cè)谶M(jìn)行TVS二極管選型時(shí)會(huì)關(guān)注一個(gè)重要參數(shù)：脈沖峰值功率Ppk，脈沖峰值功率是指在規(guī)定的脈沖條件下，TVS瞬間能承受的最大功率值，反映了TVS浪涌抑制能力。有些產(chǎn)品需要做的浪涌測(cè)試波形功率會(huì)比較大，這時(shí)候可能就需要用一個(gè)超大功率的TVS二極管，甚至可能需要壓敏電阻才能處理這么大的功率，但是壓敏電阻會(huì)有老化的問題，不如TVS可靠，出于價(jià)格，尺寸，以及選型的因素，有些硬件工程師就會(huì)想，能不能把兩個(gè)TVS二極管并聯(lián)在一起使用呢？或者能不能把兩個(gè)TVS二極管串聯(lián)在一起使用呢？這樣兩個(gè)TVS二極管各自分擔(dān)一部分能量，就不用選一個(gè)超大功率的TVS二極管了。那么TVS二極管并聯(lián)或者串聯(lián)是否可行呢？

Part 02

TVS二極管并聯(lián)可行嗎？

在回答這個(gè)問題之前，我們需要介紹TVS二極管的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：鉗位電壓Vcl，鉗位電壓Vcl是指TVS二極管在承受瞬態(tài)過電壓時(shí)，將電路的浪涌電壓限制在一個(gè)安全值的最大電壓。

我們打開TVS二極管的規(guī)格書，就會(huì)發(fā)現(xiàn)TVS二極管的鉗位電壓Vcl不是一個(gè)固定的值，而是一個(gè)在一定范圍內(nèi)的變化的值，鉗位電壓和流經(jīng)TVS二極管的擊穿電流，溫度，以及不同的生產(chǎn)批次都有關(guān)系，所以當(dāng)我們把兩個(gè)同一型號(hào)的TVS二極管并聯(lián)在一起的時(shí)候，那這兩個(gè)TVS二極管的鉗位電壓就大概率是不一樣的。 比如我們選了SMBJ13A，然后用兩個(gè)SMBJ13A并聯(lián)，如果一個(gè)鉗位電壓是20V，另外一個(gè)鉗位電壓是21.5V，當(dāng)浪涌電壓產(chǎn)生時(shí)，浪涌電壓是從0V開始上升，當(dāng)浪涌電壓上升到20V時(shí)，就會(huì)被鉗位不再上升，那么另外一個(gè)鉗位電壓是21.5V的SMBJ13A就不會(huì)被觸發(fā)，相當(dāng)于浪涌脈沖的能量都被鉗位電壓為20V的SMBJ13A給吸收掉了，這樣就無法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)TVS二極管各自吸收一部分浪涌脈沖能量的目的了。 所以TVS二極管并聯(lián)不可行。

Part 03

TVS二極管串聯(lián)可行嗎？

既然TVS二極管并聯(lián)不可行，那串聯(lián)可行嗎？

在回答這個(gè)問題之前，我們?cè)倭私庖幌耇VS二極管的另一個(gè)參數(shù)：脈沖峰值電流Ipp，脈沖峰值電流Ipp是指TVS二極管在承受瞬態(tài)過電壓時(shí)所能通過的最大脈沖電流，它是衡量TVS二極管承受浪涌能力的重要指標(biāo)，如果我們打開TVS二極管的規(guī)格書，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)TVS二極管的反向耐壓越低，它能承受的脈沖峰值電流Ipp就越大。

比如我們需要TVS二極管的反向耐壓大于26V，TVS二極管的的鉗位電壓最大為43V，測(cè)試脈沖為10/1000us，如果用一個(gè)TVS二極管可以選SMBJ26A，如果我們用兩個(gè)SMBJ13A串聯(lián)就可以實(shí)現(xiàn)這一需求，由于兩個(gè)SMBJ13A是串聯(lián)的關(guān)系，所以流過二者的電流Ipp電流是相同的，并且兩個(gè)SMBJ13A的鉗位電壓雖然不同，但是相差也不大，相比用一個(gè)SMBJ26A而言，SMBJ13A的Ipp電流更大了，并且鉗位電壓卻更小了，從而兩個(gè)SMBJ13A能夠承受的總的脈沖峰值功率Ppk更大了，獲得了1+1>2的效果。 所以TVS二極管串聯(lián)是可行的。