科普 - TVS的真实作用吐鲁番

科普 | TVS的真实作用

静电放电测试基本是所有电子产品需要通过的EMC项目，而且很多时候会成为一个令客户特别头疼的问题。在平常的静电测试、消防泵设计、整改的过程中，很多客户经常会提出一个问题“我把端口和一些敏感线路设计上TVS，是不是就可以解决ESD的问题了？”所以也会经常跟客户去解释一番。

为什么很多人会有这样类似的想法。大家知道，在EMC测试中会用到TVS管的项目一般是：ESD、浪涌、汽车7637-2、EFT这些项目。比如早期人们在解决ESD的问题时，有人给他们推荐了TVS，说这个是防静电的器件（静电管）。也许就是这样人们开始叫它：静电管，还有直接就叫ESD的（其实ESD全称：ElectrostaticDischarge静电放电并不是一种器件，只是测试项目）。可能诸如此类就有了：浪涌管。所以很多之前没有接触过这些信息的人就会以为真的有ESD这种器件，严格来说自然没有，不过我们知道他在说什么。本身似乎也没有什么，只是可能就出现了第一段的问题，很多人会认为TVS管就是解决静电放电测试的所有问题的。

一、静电放电干扰的本质

静电放电测试项目所关心的并不是静电本身，而是静电放电时及放电后产品受到的干扰。所以研究的是静电放电这种现象。静电放电是一种高压、高频、强电磁场的现象。所以除了将电路击穿损坏外，其实更多的是高频和强电磁场这种特性对产品的差共模干扰。这种干扰并不会对产品造成破坏性，但是却会造成很多软性干扰，如重启、卡死、花屏等。而这种干扰反而是日常遇到最多的，毕竟直接测试信号线的情况很少（因为谁会把信号线裸露到外面呢）。这些差共模干扰是TVS无能为力的。这些问题需要从PCB、结构、滤波、屏蔽、接地等方面来解决。

二、实际案例

如上图端口防护实物图，类似TF卡、HDMI这些端口在实际的设计中都会对端口的各个信号线进行TVS防护。实际上在测试HDMI口时，不管是空气放电还是接触减肥放电，静电流一定是通过端口的金属外壳到地，是不会直接对信号线进行冲击。所以这个上图HDMI的TVS防护是为了解决在实际使用中可能出现在信号线上面的静电干扰，并不是为了测试而为。TF卡座的测试有一些不一样，因为TF座卡在测试时是插入内存卡的。这个时候在放电时，静电流就会通过内存卡直接到信号引脚，这个时候我们可以认为TVS是为了测试而为（因为这个时候确实在承受直接冲击）。

三、总结

TVS全称：TransientVoltage鸡眼机SuppressorsDevices瞬态电压抑制器，从这个角度讲其实常用到的硅基TVS、MOV、GDT、TSS这些器件都可以归到此类。只是由于材质和防护机理的不一样，行业会有不同的归类叫法,也方便区分。TVS设计出来的目的就是为了能够有效的抑制那些非常高的瞬态电压，如静电、浪涌。能够让这些具有破坏性的能量限制在一定水平板材，从而保护产品。所以可以看出，这些器件的真正意义是为了产品在实际使用中和测试时出现的过压保护。

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