EMC器件設計之TVS

TVS可以說是EMC防護器件中最好用的器件了，響應速度快，通流量大，對大部分應用電路的防護都能起到很好的作用，那么關鍵就在于一些應用細節了，應用不當帶來的問題比比皆是，就我的理解和總結大概說說TVS的一些應用要點。

一、特性曲線解讀

上圖是TVS的特性曲線，TVS利用半導體的雪崩擊穿原理：反向電壓過大時，少子的漂移被加速，撞擊中性粒子而引發雪崩效應，瞬間大電流通過。熱功率允許的條件下不會損壞，熱擊穿才會損壞器件。這個曲線關注點為幾個電壓轉折點，Vc是最大鉗位電壓，保證后面的器件在該電壓條件下不會損壞，VBr是判斷TVS已經導通的電壓值，Vwm則是TVS完全沒有導通時的最大電壓值。

反向漏電流也是相當關鍵的一個參數！漏電流具體值和耐壓值相關。

二、應用設計總結

防護設計之前首先要明白被保護電路的特性要求:

1、漏電流的要求。

2、耐壓值的要求。

3、響應時間的要求，即電容特性的要求。

4、放在接口處。

以下是幾種設計案例和說明，一般TVS會配合其他器件共同構成多級防護。

TVS串聯保險絲，避免短路持續大電流。

信號線的防護。

一般防護泄放路徑到電源或者地，也有差分信號之間的泄放。

小結：

TVS的應用范圍廣泛，作為綜合性能最優的防護器件，設計不合理無法有效保護電路，或者正常工作容易損壞。因此，上述的幾個要點參數需要多加注意。

EMC器件設計之PTC熱敏電阻

熱敏電阻就是對溫度敏感的電阻，PTC熱敏電阻就是正溫度系數的熱敏電阻，即電阻隨著溫度升高而變大，我們的電路失效原因中大電流就是重要一項，這時突然的大功率容易燒壞電路甚至起火。剛好可以利用這一特性進行大電流保護。

下圖是熱敏電阻型號命名的介紹：

一、特性曲線解讀

可以看出電阻值在高溫時有突變現象。

二、應用小結

1、保護電流，估算正常工作電流和異常時電流大小。

2、電阻選擇，正常工作狀態下，熱敏電阻的阻值不能影響電路正常工作。

3、熱敏電阻主要針對持續性大電流狀況進行保護，非瞬態器件。

4、使用方法類似保險絲，基本可以互換。

EMC器件設計之GDT

氣體放電管GDT也是EMC防護設計里的重要器件，基本原理是利用高壓電離氣體并移動離子引發雪崩效應來形成通路泄放異常高壓。

工作狀態波形：

以產品說明書為例看看GDT的一些基本參數

主要參數為耐壓值、通流量值、結間電容。

應用：

GDT的應用比較簡單，用在接口防護上，注意泄放通路。

GDT的特點是大通流量、高耐壓值、極低的結間電容。缺點是多次工作后性能下降需要更換，并且在有源接口應用時必須要注意維持電壓或者續流問題，因此一般也多配合壓敏電阻使用。

小結：

GDT為在EMC防護器件中第一級惡劣防護的首要選擇之一，尤其是其極低的結間電容在高速通訊接口中應用很多，在戶外設備的防護防雷應用中起著非常重要的作用。