Роль последовательного резистора в схеме защиты на TVS
25 декабря 2025Назначение TVS (Transient Voltage Suppressor) состоит в защите электронных цепей от повреждений, вызванных кратковременными перенапряжениями, например ударами молнии и электростатическими разрядами. TVS обеспечивает безопасность схемы за счет быстрого ограничения напряжения и отвода импульсной энергии. При проектировании схем защиты на TVS обычно последовательно подключают резистор. Как показано на рисунке 1, в цепях приема и передачи интерфейса RS232 последовательно установлен резистор 22Ω. TVS и последовательный резистор совместно поглощают энергию при перенапряжении, защищают схему и ограничивают ток. Такая конфигурация гарантирует, что при возникновении кратковременного перенапряжения TVS быстро вмешивается и эффективно поглощает всплеск, защищая остальные компоненты схемы от повреждения. Одновременно последовательный резистор дополнительно регулирует величину тока, предотвращая повреждение самого TVS чрезмерным током во время поглощения перенапряжения.
Рисунок 1. Интерфейс связи RS232
В общем случае существуют два способа подключения TVS с последовательным резистором: первый предусматривает установку резистора после TVS, как показано на рисунке 2, а второй предполагает подключение резистора перед TVS, как показано на рисунке 3. Эти два способа различаются в зависимости от конкретного сценария применения. Переднее расположение помогает уменьшить пусковой ток, тогда как заднее расположение позволяет эффективнее выполнять вторичное деление напряжения и ограничение тока.
Рисунок 2
Рисунок 3
В схеме, показанной на рисунке 2, устройство TVS сначала поглощает большую часть импульсного тока. Затем оставшееся остаточное напряжение или ток повторно делится и ограничивается резистором R2. Такая конструкция более эффективно защищает нагрузку на последующих ступенях. Однако если импеданс нижестоящей нагрузки намного больше сопротивления R2, эффект деления напряжения и ограничения тока становится относительно небольшим, и роль резистора R2 заметно ослабляется.
В схеме, показанной на рисунке 3, при учете величины импульсного тока, если сам импульс невелик, можно выбрать резистор подходящей мощности и установить его перед TVS. В этом случае резистор возьмет на себя небольшую часть тока, тем самым уменьшая импульсный ток IPP. Соответственно, зажимное напряжение Vc у TVS также снизится, что дополнительно усилит защиту нижестоящей нагрузки.