在选型瞬态抑制二极管（TVS）时，确定其型号和击穿电压（Vbr）是确保电路可靠性和安全性的关键步骤。以下从核心参数、选型流程、注意事项和典型案例等方面进行详细说明：

一、核心参数解析

1. 击穿电压（Vbr）

• 直流电路：Vbr ≥ 1.1 × 最大工作电压（Vmax）。

• 交流电路：Vbr ≥ 1.414 × Vrms（有效值电压）。

• 示例：若电路工作电压为5V，则Vbr应选择≥5.5V（直流）或≥7.1V（交流）。

• 定义：TVS开始进入雪崩击穿的电压，通常为1mA时的测试值。

• 选型原则：

2. 钳位电压（Vc）

• 定义：TVS在瞬态过电压时将电压限制在的安全值。

• 选型原则：Vc ≤ 被保护器件的耐压值（如芯片的绝对最大额定电压）。

• 示例：若芯片耐压为20V，则Vc应选择≤18V。

3. 峰值脉冲功率（Ppp）

• 定义：TVS能承受的最大瞬态功率（Ppp = Vc × Ipp）。

• 选型原则：Ppp ≥ 瞬态能量（如雷击、ESD的能量）。

• 示例：若瞬态能量为600W，则Ppp应选择≥600W。

4. 寄生电容（Cj）

• 定义：TVS的寄生电容，可能影响高速信号完整性。

• 选型原则：高速信号线需选择低电容TVS（如<1pF）。

• 示例：保护USB 3.0数据线时，需选择Cj≤0.5pF的TVS。

二、选型流程

1. 确定电路参数

• 工作电压（Vmax）、瞬态能量（如雷击、ESD）、信号类型（直流/交流/高速信号）。

2. 计算Vbr范围

• 根据工作电压和安全余量（通常10%~20%）计算Vbr。

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

3. 选择Vc

• 确保Vc ≤ 被保护器件的耐压值，并留有余量（如5%~10%）。

4. 匹配Ppp

• 根据瞬态能量选择Ppp，确保TVS能承受最大瞬态功率。

5. 考虑Cj（如需）

• 高速信号线需选择低电容TVS，避免信号失真。

6. 查阅数据手册

• 根据计算结果，在制造商数据手册中筛选符合条件的TVS型号。

三、典型案例

案例1：5V直流电源保护

• 需求：保护5V直流电路免受浪涌电压损害。

• 选型步骤：

1. 计算Vbr：Vbr ≥ 1.1 × 5V = 5.5V。

2. 选择Vc：假设芯片耐压为20V，则Vc ≤ 18V。

3. 匹配Ppp：根据浪涌能量选择Ppp（如600W）。

4. 最终型号：如SMAJ5.0A（Vbr=5V，Vc=8.7V，Ppp=600W）。

案例2：USB 2.0数据线保护

• 需求：保护USB 2.0数据线免受ESD脉冲损害。

• 选型步骤：

1. 确定Vbr：USB 2.0信号电压为3.3V，Vbr ≥ 1.1 × 3.3V = 3.63V。

2. 选择Vc：假设芯片耐压为6V，则Vc ≤ 5.5V。

3. 匹配Ppp：ESD脉冲能量较低，选择Ppp=150W。

4. 考虑Cj：USB 2.0需低电容，选择Cj≤1pF。

5. 最终型号：如PESD5V0S1BL（Vbr=5V，Vc=12V@Ipp=1A，Cj=0.5pF）。

四、注意事项

1. 安全余量

• Vbr应略高于工作电压，避免正常工作时TVS误触发。

• Vc应略低于被保护器件的耐压值，避免钳位电压过高导致损坏。

2. 瞬态能量匹配

• 根据实际瞬态能量选择Ppp，避免TVS因过载而损坏。

3. 温度影响

• 高温环境下，TVS的Vbr和Vc可能降低，需在数据手册中查阅温度系数。

4. 封装选择

• 根据电路板空间和散热需求选择合适的封装（如SMA、SMB、SOD-323等）。

5. 单向与双向

• 直流电路选单向TVS，交流或双向信号线选双向TVS。

五、总结与建议

1. 选型核心

• 确保Vbr > 工作电压，Vc < 被保护器件耐压值，Ppp ≥ 瞬态能量。

2. 工具辅助

• 使用制造商的选型工具（如Littelfuse的TVS选型软件）或在线计算器简化流程。

3. 验证与测试

• 通过实际测试验证TVS的钳位电压和保护效果，确保符合设计要求。

4. 参考数据手册

• 不同制造商的TVS参数可能略有差异，需仔细查阅数据手册。

通过以上步骤和案例，可以系统、科学地确定TVS的型号和击穿电压，确保电路在瞬态过电压事件中安全可靠。