TVS管在電機整改上的妙用

TVS管（瞬態電壓抑制二極管）是一種用于抑制電路中瞬態過電壓的保護元件，具有雙向穩壓特性，廣泛應用于電子設備中以保護精密元器件免受電壓尖峰或浪涌的破壞。

TVS管在正常工作時處于高阻態（截止狀態），當電路出現瞬態過電壓時，其內部PN結迅速變為低阻態，通過吸收大電流將電壓箝位在安全范圍內，從而保護后級電路元件。TVS管常用來防止電源開關浪涌等異常電壓對電源模塊及后端電路造成破壞，但TVS管作用不止于此，作為過壓防護器在整改電機EMI超標也能做出貢獻。

二有刷電機常見問題

直流有刷電機常有EMI的問題，由于電機在轉動的過程中，碳刷和換向器之間在不斷的拉電弧，電弧產生高頻噪聲。高頻噪聲通過電機引線及外殼縫隙往外輻射。電機金屬外殼能對內部輻射噪聲進行反射和吸收，屏蔽噪聲往外輻射。即便如此還是會有很多輻射噪聲通過電機引線往外輻射。

因此我們對電機的輻射整改更多的是針對電機引線進行處理。以往我們通常會使用BDL濾波器，抑制電機碳刷和換向器拉弧產生的高頻噪聲，但對于一些不同品質以及應用場景，我們引入了TVS管和BDL濾波器一同解決電機輻射超標的問題。

【擊穿電壓V(BR)】：

器件在發生擊穿的區域內，在規定的試驗電流I(BR)下，測得器件兩端的電壓稱為擊穿電壓，在此區域內，二極管成為低阻抗的通路。

【最大反向脈沖峰值電流IPP】：

在反向工作時，在規定的脈沖條件下，器件允許通過的最大脈沖峰值電流。

【最大反向工作電壓VRWM】：

器件反向工作時，在規定的IR下，器件兩端的電壓值稱為最大反向工作電壓VRWM。

【最大箝位電壓VC（max）】：

在脈沖峰值電流Ipp 作用下器件兩端的最大電壓值稱為最大箝位電壓。

四實際使用案例

以下是一款12V的直流車載電機，要求通過GB/T18655-2018四等級的標準。電機在200MHz~1GHz超標比較嚴重，使用了BDL濾波器、TVS管、電容、磁珠整改。

下圖是電機實際整改使用的PCB板，圖上使用的是我司0.2KP14CA的TVS管。

當路中出現瞬態過壓時，TVS管能在納秒級時間內將電壓鉗位至安全值，避免高壓尖峰形成高頻噪聲。通過以上的整改措施可以看出（下圖）超標噪聲明顯降低很多。

五總結

綜上，TVS管通過消除瞬態噪聲源頭、衰減高頻能量傳播，顯著降低電路的高頻輻射發射強度，尤其對因電壓瞬變引發的輻射超標問題效果顯著。本文介紹TVS管使用在電機上的作用，給各位工程師在解決電機問題多提供了一個手段，希望可以幫助大家解決一些實際問題。