一文知道TVS的真實(shí)作用

1前 言

靜電放電測(cè)試基本是所有電子產(chǎn)品需要通過的EMC項(xiàng)目，而且很多時(shí)候會(huì)成為一個(gè)令客戶特別頭疼的問題。在平常的靜電測(cè)試、設(shè)計(jì)、整改的過程中，很多客戶經(jīng)常會(huì)提出一個(gè)問題“我把端口和一些敏感線路設(shè)計(jì)上TVS，是不是就可以解決ESD的問題了？”所以也會(huì)經(jīng)常跟客戶去解釋一番。

為什么很多人會(huì)有這樣類似的想法。大家知道，在EMC測(cè)試中會(huì)用到TVS管的項(xiàng)目一般是：ESD、浪涌、汽車7637-2、EFT這些項(xiàng)目。比如早期人們?cè)诮鉀QESD的問題時(shí)，有人給他們推薦了TVS，說這個(gè)是防靜電的器件（靜電管）。也許就是這樣人們開始叫它：靜電管，還有直接就叫ESD的（其實(shí)ESD全稱：Electrostatic Discharge靜電放電并不是一種器件，只是測(cè)試項(xiàng)目）?？赡苤T如此類就有了：浪涌管。所以很多之前沒有接觸過這些信息的人就會(huì)以為真的有ESD這種器件，嚴(yán)格來說自然沒有，不過我們知道他在說什么。本身似乎也沒有什么，只是可能就出現(xiàn)了第一段的問題，很多人會(huì)認(rèn)為TVS管就是解決靜電放電測(cè)試的所有問題的。

2靜電放電干擾的本質(zhì)

靜電放電測(cè)試項(xiàng)目所關(guān)心的并不是靜電本身，而是靜電放電時(shí)及放電后產(chǎn)品受到的干擾。所以研究的是靜電放電這種現(xiàn)象。靜電放電是一種高壓、高頻、強(qiáng)電磁場(chǎng)的現(xiàn)象。所以除了將電路擊穿損壞外，其實(shí)更多的是高頻和強(qiáng)電磁場(chǎng)這種特性對(duì)產(chǎn)品的差共模干擾。這種干擾并不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成破壞性，但是卻會(huì)造成很多軟性干擾，如重啟、卡死、花屏等。而這種干擾反而是日常遇到最多的，畢竟直接測(cè)試信號(hào)線的情況很少（因?yàn)檎l(shuí)會(huì)把信號(hào)線裸露到外面呢）。這些差共模干擾是TVS無能為力的。這些問題需要從PCB、結(jié)構(gòu)、濾波、屏蔽、接地等方面來解決。

3實(shí)際案例

如上圖端口防護(hù)實(shí)物圖，類似TF卡、HDMI這些端口在實(shí)際的設(shè)計(jì)中都會(huì)對(duì)端口的各個(gè)信號(hào)線進(jìn)行TVS防護(hù)。實(shí)際上在測(cè)試HDMI口時(shí)，不管是空氣放電還是接觸放電，靜電流一定是通過端口的金屬外殼到地，是不會(huì)直接對(duì)信號(hào)線進(jìn)行沖擊。所以這個(gè)上圖HDMI的TVS防護(hù)是為了解決在實(shí)際使用中可能出現(xiàn)在信號(hào)線上面的靜電干擾，并不是為了測(cè)試而為。TF卡座的測(cè)試有一些不一樣，因?yàn)門F座卡在測(cè)試時(shí)是插入內(nèi)存卡的。這個(gè)時(shí)候在放電時(shí)，靜電流就會(huì)通過內(nèi)存卡直接到信號(hào)引腳，這個(gè)時(shí)候我們可以認(rèn)為TVS是為了測(cè)試而為（因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候確實(shí)在承受直接沖擊）。

4總 結(jié)

TVS全稱：Transient Voltage Suppressors Devices瞬態(tài)電壓抑制器，從這個(gè)角度講其實(shí)常用到的硅基TVS、MOV、GDT、TSS這些器件都可以歸到此類。只是由于材質(zhì)和防護(hù)機(jī)理的不一樣，行業(yè)會(huì)有不同的歸類叫法,也方便區(qū)分。TVS設(shè)計(jì)出來的目的就是為了能夠有效的抑制那些非常高的瞬態(tài)電壓，如靜電、浪涌。能夠讓這些具有破壞性的能量限制在一定水平，從而保護(hù)產(chǎn)品。所以可以看出，這些器件的真正意義是為了產(chǎn)品在實(shí)際使用中和測(cè)試時(shí)出現(xiàn)的過壓保護(hù)。