TVS二极管（Transient Voltage Suppressor Diode，瞬态电压抑制二极管）在电路中的应用主要是在于保护电路免受瞬态过电压的冲击。以下是对TVS二极管电路的详细解释：

一、TVS二极管的基本特性

1. 工作原理：

• TVS二极管采用半导体工艺制成，具有单个或多个PN结。当电路正常工作时，TVS二极管处于高阻态（截止状态），不影响电路的正常工作。

• 当电路出现异常过电压并达到TVS二极管的击穿电压时，TVS二极管会迅速由高阻态变为低阻态，泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地，同时把异常过电压钳制在较低水平，以保护后级电路免遭异常过电压的破坏。

• 当异常过电压消失后，TVS二极管又恢复为高阻态。

2. 类型：

• TVS二极管分为单向和双向两种类型。单向TVS二极管主要用于直流供电电路，而双向TVS二极管则主要应用于电压交变的电路。

3. 关键参数：

• 反向关断电压（VRWM）：表示TVS二极管不导通的最高电压。TVS的反向关断电压应大于或等于被保护电路的最高工作电压，以保证TVS在电路正常工作下不会影响电路。

• 击穿电压（VBR）：在这个电压之前，TVS二极管是不导通的。当瞬态电压超过VBR值时，TVS二极管会产生崩溃，把瞬态电压抑制在某个水平，并提供瞬态电流一个超低电阻通路。

• 最大箝位电压（VC）：在脉冲峰值电流作用下，器件两端的最大电压值。TVS的钳位电压应小于后级被保护电路最大可承受的瞬态安全电压。

• 脉冲峰值功率（PPP）：指脉冲峰值电流IPP与最大箝位电压VC的乘积，是TVS二极管能承受的最大峰值功率。

• 结电容：TVS二极管中的寄生电容，在高速信号下需要特别关注，过大的结电容可能会影响信号的质量。

二、TVS二极管在电路中的应用

1. 保护敏感电路：

• TVS二极管的主要作用是保护敏感电路免受高电压瞬变损坏。这些高电压瞬变的主要来源包括静电放电、电气快速瞬变和浪涌事件等。

2. 并联于电路中：

• 在应用中，TVS二极管通常并联于需要保护的电路节点上。当电路正常工作时，TVS二极管处于截止状态，不影响电路的正常工作。

• 当电路出现异常过电压时，TVS二极管会迅速导通，将过电压钳制在较低水平，并泄放过电流到地，以保护后续电路。

3. 单向与双向的应用：

• 单向TVS二极管主要用于直流供电电路，其负极接信号端，正极接地。

• 双向TVS二极管则主要应用于电压交变的电路，无需区分正负极。

4. PCB布局中的考虑：

• 在PCB布局中，TVS二极管应靠近需要保护的电路节点放置，以减少传输线路上的电感效应。

• TVS二极管的走线应尽量短，以最大限度地降低阻抗并确保消散浪涌中的过多能量。

• 最好将TVS二极管连接到与受保护组件不同的接地网，以提高保护效果。

三、TVS二极管的选择与注意事项

1. 选择合适的TVS二极管：

• 根据电路的最大工作电压、可能出现的瞬态浪涌电压和浪涌电流等参数，选择合适的TVS二极管。

• 关注TVS二极管的击穿电压、钳位电压、最大反向脉冲峰值电流等关键参数。

2. 注意TVS二极管的极性：

• 单向TVS二极管具有极性，需要正确区分正负极并正确连接。

• 双向TVS二极管则无需区分正负极。

3. 考虑TVS二极管的寄生电容：

• 在高速信号电路中，需要特别注意TVS二极管的寄生电容对信号质量的影响。选择具有较低电容的TVS二极管以确保信号的正确传输。

综上所述，TVS二极管在电路中的应用主要是在于保护敏感电路免受高电压瞬变损坏。通过合理选择和使用TVS二极管，可以有效提高电路的稳定性和可靠性。