關(guān)于過(guò)電壓抑制
瞬變威脅—什么是瞬變？
電壓瞬變的定義是電能的短時(shí)激增，它們是先前存儲的電能或者通過(guò)其他方式（比如大電感負載或雷電）引入的電能的突然釋放的結果。在電氣或電子電路中，這種能量可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作，或通過(guò)隨機誘導來(lái)從外源的電路中以一種可預測的方式得到釋放。
重復性瞬變常常歸因于電動(dòng)機、發(fā)電機或者反應性電路原件的切換。而另一方面，隨機瞬變通常是由閃電和靜電放電（ESD）引起的。閃電和ESD的發(fā)生一般是不可預知的，并可能需要對精細監測進(jìn)行精確的測算，特別是當瞬變在電路板層面上誘發(fā)的情況下。許多電子標準工作組使用公認的檢測或測試方法已經(jīng)對瞬變電壓進(jìn)行了分析。幾種瞬變的關(guān)鍵特性如下表所示：
表1：瞬變來(lái)源舉例以及強度。 瞬變電壓尖峰的特性
瞬變電壓尖峰通常呈現出一個(gè)“雙指數”波動(dòng)。對于閃電和ESD這兩種瞬變源，這種波動(dòng)如下圖所示。
圖1：閃電瞬變波形。 圖2：ESD測試波形。 雷擊的指數上升時(shí)間范圍在1.2μsec到10_sec之間（基本上是10%到90%），持續時(shí)間在50_sec到1000_sec之間（峰值的50%）。另一方面，ESD是一種持續時(shí)間更短的事件。上升時(shí)間少于1.0ns也是典型特點(diǎn)。整個(gè)持續時(shí)間大約為100ns。 為什么瞬變愈發(fā)令人擔憂(yōu)？
元件小型化導致對電應力的敏感性增加。例如，微處理器具有無(wú)法應對ESD引起的高電流的結構和導電路徑。此類(lèi)元件在非常低的電壓環(huán)境下工作，因此電壓干擾必須加以控制，以防止設備中斷以及潛在的或災難性故障。
如今，敏感的微處理器在范圍廣泛的器件中得到普遍應用。從家用電器，如洗碗機，到工業(yè)控制，甚至玩具中都會(huì )使用微處理器來(lái)提高功能性和效率。
現在大多數車(chē)輛也會(huì )采用多個(gè)電子系統來(lái)控制發(fā)動(dòng)機、車(chē)內溫度、剎車(chē)，或者在某些情況下，控制轉向、牽引系統和安全系統。
許多電器和汽車(chē)內的子組件或支持組件（如電動(dòng)馬達或附件）都會(huì )將整個(gè)系統暴露在瞬變威脅之下。
精心的電路設計不僅要考慮環(huán)境場(chǎng)景，還要計入這些相關(guān)組件的潛在影響。表2列出了各種組件技術(shù)的易損性。
表2：器件易損性的范圍。 瞬變電壓情境
靜電放電（ESD）
靜電放電的特點(diǎn)是非?？焖俚纳仙龝r(shí)間、非常高的峰值電壓和電流。這種能量是物體之間正負電荷不平衡的結果。
日?；顒?dòng)所產(chǎn)生的靜電放電會(huì )遠遠超過(guò)標準半導體技術(shù)的易損性閾值。以下是幾個(gè)例子：
● 走過(guò)地毯： 35kV @ RH = 20%; 1.5kV @ RH = 65%
● 走過(guò)塑料地面： 12kV @ RH = 20%; 250V @ RH = 65%
● 工人在工作臺上工作： 6kV @ RH = 20%; 100V @ RH = 65%
● 乙烯信封： 7kV @ RH = 20%; 600V @ RH = 65%
● 從辦公桌上拿起塑料袋： 20kV @ RH = 20%; 1.2kV @ RH = 65%
閃電感應瞬變
一次直接的雷擊顯然是毀滅性的，然而由閃電引起的瞬變并不是直接雷擊的結果。
當雷擊發(fā)生時(shí)，雷擊事件可產(chǎn)生能在附近電纜上引起大幅度瞬變的磁場(chǎng)。云到云的雷擊不僅會(huì )影響到架空電纜，還能影響到埋地電纜。一個(gè)即使是1英里外（1.6公里）的雷擊也會(huì )在電纜上產(chǎn)生70伏的電壓。在云對地的雷擊中（如下圖所示），所產(chǎn)生的瞬變影響更大。此圖顯示了感應雷電干擾的典型電流波形。
電感負載切換
電感負載的切換產(chǎn)生高能量瞬變，會(huì )隨不斷增加的重負載大幅增加。當電感負載被切斷時(shí)，崩潰的磁場(chǎng)被轉換成呈現為一個(gè)雙指數瞬變的電能。取決于不同的來(lái)源，這些瞬變的強度可高達數百伏和數百安，持續時(shí)間達400毫秒。典型的感應瞬變來(lái)源包括：
● 發(fā)電機 ● 繼電器 ● 馬達 ● 變壓器
這些實(shí)例是電氣和電子系統中所常見(jiàn)的。由于負載的大小因應用而各有不同，波形、持續時(shí)間、峰值電流和峰值電壓都是存在于真實(shí)世界的瞬變中的變量。一旦可以對這些變量進(jìn)行估計，就可以選擇一種合適的抑制器技術(shù)。
下圖顯示了因汽車(chē)充電系統的交流發(fā)電機內的存儲電流而產(chǎn)生的一次瞬變。
汽車(chē)中其他直流電動(dòng)機也會(huì )導致類(lèi)似的瞬變。例如，直流電動(dòng)機電力設施，如電動(dòng)鎖、電動(dòng)座椅和電動(dòng)車(chē)窗。這些直流電動(dòng)機的不同應用會(huì )對敏感的電子元件產(chǎn)生與外部環(huán)境中所產(chǎn)生的瞬變一樣有害的瞬變。 TVS(瞬態(tài)抑制二極管)產(chǎn)品選型指南
TVS二極管(瞬態(tài)抑制二極管)被用于保護半導體元件免受高電壓瞬變損害。它們的pn節具有比普通二極管的pn節更大的橫截面積，使得它們能夠將大電流接地而不遭受損壞。Littelfuse供應峰值額定功率在200W到30kW范圍、反向斷態(tài)電壓在5V到512V范圍的TVS二極管(瞬態(tài)抑制二極管)產(chǎn)品。 | 
