TVS二极管在电源应用中的关键注意事项

瞬态电压抑制二极管（TVS）广泛用于开关电源、适配器、光伏逆变器及工业电源中，以抑制雷击、感性负载关断或电网波动引起的浪涌过压。然而，若选型或布局不当，不仅无法有效保护，还可能引发短路、误触发甚至器件炸裂。以下是TVS在电源应用中必须注意的关键事项：

1. 正确匹配工作电压与钳位电压

TVS的反向截止电压（VRWM）应略高于电源最大稳态电压（如24V系统选26V或28V TVS）。若VRWM过低，正常工作时漏电流增大，导致温升；若过高，则钳位电压（VC）可能超出后级IC耐压极限。务必确保VC < 被保护电路的绝对最大输入电压。

2. 精准评估浪涌能量需求

依据IEC 61000-4-5标准，电源端口常需承受1kV/0.5kA（差模）或2kV/1kA（共模）浪涌。TVS的峰值脉冲功率（PPPK）或峰值电流（IPP）必须留有20%～50%裕量。例如，计算浪涌能量E = VC × IPP × t，确保TVS能多次吸收而不退化。

3. 区分差模与共模保护配置

差模保护：TVS接在L-N或VIN-GND之间，抑制线路间瞬态；

共模保护：需配合Y电容和共模扼流圈，TVS接L-GND与N-GND。

错误配置会导致保护失效或引入地环路干扰。

4. 重视PCB布局与寄生电感

TVS必须紧靠被保护IC或输入端子放置，走线尽量短而宽。每纳亨（nH）寄生电感在快速浪涌下会产生额外电压尖峰（V = L·di/dt），削弱钳位效果。建议使用多层板，将TVS直接连接到主地平面，并避免与其他信号线平行走线。

5. 考虑与保险丝/PTC的协同设计

TVS在大能量浪涌下会进入低阻态，若无限流措施，可能持续导通导致过热烧毁。应在TVS前端串联快熔保险丝或PTC自恢复保险丝，实现“TVS钳位 + 保险丝切断”双重保护。注意：PTC响应较慢，不适用于高频重复浪涌。

6. 选择合适极性与封装

直流电源推荐单向TVS（更低VC）；交流输入必须用双向TVS。大功率应用（如>600W）应选SMC、DO-214AB等封装，并评估PCB散热能力。贴片器件需确认回流焊耐受性和MSL湿敏等级。

7. 验证长期可靠性与老化特性

部分低价TVS在经历数次浪涌后，VBR漂移、漏电流增大，最终失效。采购时应要求提供多次脉冲测试数据，并在样机阶段进行加速老化试验。

8. 避免与MOV混用不当

金属氧化物压敏电阻（MOV）响应慢但能量吸收强，TVS响应快但能量有限。二者可级联使用（MOV前级吸收大能量，TVS后级精细钳位），但需加隔离电感防止TVS被MOV残压击穿。

总结：

TVS在电源中的应用绝非“并联即保护”。只有综合考虑电压匹配、能量预算、PCB布局、协同保护与长期可靠性，才能构建真正有效的瞬态防护体系，保障电源安全稳定运行。