由于TVS具有響應速度快、鉗位電壓精、反向漏流小、電壓范圍廣等優(yōu)點,被廣泛應用于工控、通訊、安防、消費、汽車電子、光伏等電路中。在直流電路中,TVS不僅具有電路保護功能,還具有防反接的作用,如圖所示:
圖1中 當電路中輸入端因雷擊、干擾等原因產生瞬間高壓時,TVS反向擊穿導通,電流經(jīng)TVS對地泄放,后級電路電壓鉗位在TVS擊穿電壓值,以保護后級電路不被損壞。
圖2中 當外部供電電源錯接反向時,TVS正向導通,忽略TVS較小的內阻,等同輸出短路,引發(fā)前級輸入電路中短路保護功能,斷開輸出。而此時加載到被保護電路兩端的電壓僅為TVS的正向壓降,后級電路得到保護。
在實際應用中,因單向TVS器件在SMT或DIP時需要區(qū)分方向,特別是因器件封裝體積或器件表面陰極線不清晰時,對生產帶來了較大影響,嚴重影響生產效率,同時也有較大概率發(fā)生反向的問題。
加上相同規(guī)格的TVS產品應用中單向與雙向并無成本差異,導致大多設計人員即使在直流電路中,也通常選用雙向器件。
但直流電路中使用雙向TVS,必然存在以下問題,需要設計人員在生產效率與器件性能中作出取舍,如:
①直流電路中,雙向TVS影響反應速度,拔高鉗位電壓。
通過圖3 單向TVS 和圖4 雙向TVS可以看出,雙向相對單向多了一個正向二極管,可以得出:
鉗位電壓 VC雙=VC單+VF
反應時間 t雙=t單+ton
ton=正向二極管導通開啟時間(只考慮電路干擾波頻率低于二極管開關頻率時)
②當外部供電電源錯接反向時,無法對后級電路進行保護。