浅析如何用TVS管实现汽车电子元器件的保护

　　汽车设计的一项主要挑战是保护电子设备(例如控制单元、传感器和信息娱乐系统)免受电源线上出现的有害浪涌电压、瞬态电压、ESD和噪声的损害。瞬态电压抑制器(TVS管)是汽车电子保护的理想方案，其某些参数对这些应用来说非常重要，包括额定功率、断态电压、击穿电压、最大击穿电压。下面是这些参数的定义。

　　一、额定功率

　　TVS管的额定功率是在一定测试或应用条件下吸收浪涌的能力。10μs/1000μs脉冲波形的工业标准测试条件(Bellcore1089标准)如图1所示。这个测试条件不同于8μs/20μs脉冲波形的TVS管

　　电压吸收能力测试条件，如图2所示。

　　二、击穿电压(VBR)

　　击穿电压是器件进入雪崩击穿的电压，在数据表上的特定电流条件下对其进行测试(图3)。

　　三、击穿电压(VC：钳位电压)

　　在特定的峰值脉冲电流定额下，TVS管上会出现钳位电压。TVS管的击穿电压在非常小的电流下测得(例如1mA或10mA)，它不同于应用条件下的实际雪崩电压。因此，半导体制造商所标注的是在大电流下的典型或击穿电压。

　　四、断态电压(VWM)：反向断态工作电压

　　断态电压指的是TVS管在未击穿情况下所能承受的最高电压，它是在正常情况下不工作电路中保护器件的重要参数。在汽车中，一些汽车电子产品规范是根据“跳线跨接起动保护”的情况制定的。这种情况要求为12V类型电子设备提供10分钟24VDC，或为24V类型电子设备提供10分钟36VDC，而不损坏电路或者引起电路故障。因此，断态电压是汽车电子产品中TVS的一项关键参数。

　　五、汽车电源线初级保护(甩负荷)

　　电子控制单元、传感器和信息娱乐系统等汽车电子设备连接在一根电源线上(图4)。这些电子产品的电源是电池和交流发电机，这两种电源的输出电压都不稳定，容易受温度、工作状态和其他条件影响。此外，使用燃油喷射系统、阀、电机、电气和水解控制器等电磁线圈负载的汽车系统，会把ESD、尖峰噪声和其他类型的瞬态和浪涌电压引入到电源和信号线上。