在選型瞬態抑制二極管（TVS）時，確定其型號和擊穿電壓（Vbr）是確保電路可靠性和安全性的關鍵步驟。以下從核心參數、選型流程、注意事項和典型案例等方面進行詳細說明：

一、核心參數解析

1. 擊穿電壓（Vbr）

• 直流電路：Vbr ≥ 1.1 × 最大工作電壓（Vmax）。

• 交流電路：Vbr ≥ 1.414 × Vrms（有效值電壓）。

• 示例：若電路工作電壓為5V，則Vbr應選擇≥5.5V（直流）或≥7.1V（交流）。

• 定義：TVS開始進入雪崩擊穿的電壓，通常為1mA時的測試值。

• 選型原則：

2. 鉗位電壓（Vc）

• 定義：TVS在瞬態過電壓時將電壓限制在的安全值。

• 選型原則：Vc ≤ 被保護器件的耐壓值（如芯片的絕對最大額定電壓）。

• 示例：若芯片耐壓為20V，則Vc應選擇≤18V。

3. 峰值脈沖功率（Ppp）

• 定義：TVS能承受的最大瞬態功率（Ppp = Vc × Ipp）。

• 選型原則：Ppp ≥ 瞬態能量（如雷擊、ESD的能量）。

• 示例：若瞬態能量為600W，則Ppp應選擇≥600W。

4. 寄生電容（Cj）

• 定義：TVS的寄生電容，可能影響高速信號完整性。

• 選型原則：高速信號線需選擇低電容TVS（如<1pF）。

• 示例：保護USB 3.0數據線時，需選擇Cj≤0.5pF的TVS。

二、選型流程

1. 確定電路參數

• 工作電壓（Vmax）、瞬態能量（如雷擊、ESD）、信號類型（直流/交流/高速信號）。

2. 計算Vbr范圍

• 根據工作電壓和安全余量（通常10%~20%）計算Vbr。

• 公式：Vbr ≥ 1.1 × Vmax（直流）或 Vbr ≥ 1.414 × Vrms（交流）。

3. 選擇Vc

• 確保Vc ≤ 被保護器件的耐壓值，并留有余量（如5%~10%）。

4. 匹配Ppp

• 根據瞬態能量選擇Ppp，確保TVS能承受最大瞬態功率。

5. 考慮Cj（如需）

• 高速信號線需選擇低電容TVS，避免信號失真。

6. 查閱數據手冊

• 根據計算結果，在制造商數據手冊中篩選符合條件的TVS型號。

三、典型案例

案例1：5V直流電源保護

• 需求：保護5V直流電路免受浪涌電壓損害。

• 選型步驟：

1. 計算Vbr：Vbr ≥ 1.1 × 5V = 5.5V。

2. 選擇Vc：假設芯片耐壓為20V，則Vc ≤ 18V。

3. 匹配Ppp：根據浪涌能量選擇Ppp（如600W）。

4. 最終型號：如SMAJ5.0A（Vbr=5V，Vc=8.7V，Ppp=600W）。

案例2：USB 2.0數據線保護

• 需求：保護USB 2.0數據線免受ESD脈沖損害。

• 選型步驟：

1. 確定Vbr：USB 2.0信號電壓為3.3V，Vbr ≥ 1.1 × 3.3V = 3.63V。

2. 選擇Vc：假設芯片耐壓為6V，則Vc ≤ 5.5V。

3. 匹配Ppp：ESD脈沖能量較低，選擇Ppp=150W。

4. 考慮Cj：USB 2.0需低電容，選擇Cj≤1pF。

5. 最終型號：如PESD5V0S1BL（Vbr=5V，Vc=12V@Ipp=1A，Cj=0.5pF）。

四、注意事項

1. 安全余量

• Vbr應略高于工作電壓，避免正常工作時TVS誤觸發。

• Vc應略低于被保護器件的耐壓值，避免鉗位電壓過高導致損壞。

2. 瞬態能量匹配

• 根據實際瞬態能量選擇Ppp，避免TVS因過載而損壞。

3. 溫度影響

• 高溫環境下，TVS的Vbr和Vc可能降低，需在數據手冊中查閱溫度系數。

4. 封裝選擇

• 根據電路板空間和散熱需求選擇合適的封裝（如SMA、SMB、SOD-323等）。

5. 單向與雙向

• 直流電路選單向TVS，交流或雙向信號線選雙向TVS。

五、總結與建議

1. 選型核心

• 確保Vbr > 工作電壓，Vc < 被保護器件耐壓值，Ppp ≥ 瞬態能量。

2. 工具輔助

• 使用制造商的選型工具（如Littelfuse的TVS選型軟件）或在線計算器簡化流程。

3. 驗證與測試

• 通過實際測試驗證TVS的鉗位電壓和保護效果，確保符合設計要求。

4. 參考數據手冊

• 不同制造商的TVS參數可能略有差異，需仔細查閱數據手冊。

通過以上步驟和案例，可以系統、科學地確定TVS的型號和擊穿電壓，確保電路在瞬態過電壓事件中安全可靠。