
在現代電子設備日益精密、工作環境愈發復雜的背景下,電路安全問題尤其是雷擊和瞬態過壓(Surge)防護,已成為產品設計中不可忽視的重要環節。其中,TVS(瞬態電壓抑制器)與TSS(晶閘管浪涌抑制器)是兩種廣泛應用的浪涌保護器件。盡管二者均服務于同一目標——保障電路免受雷擊或其他突發性高能脈沖破壞,但在實現這一目標的過程中,它們展現出截然不同的物理機制、性能特征與適用邊界。
電子保護領域的兩大守護者:TVS與TSS.
雖然兩者都用于并聯保護,但它們的“戰斗風格截然不同”。本篇將從專業角度出發,系統性地剖析TVS與TSS的工作原理、電氣特性、典型應用場景及選型策略,幫助工程師在不同系統需求下做出科學合理的選擇。
一.并聯保護的核心邏輯:應對
高電流瞬間沖擊
在并聯保護拓撲中,保護器件必須在過壓源傷害敏感負載之前迅速響應。TVS與TSS正是為此而生,分別采用“鉗位”與“開關”兩種哲學理念來實現目標。
并聯保護則是應對短時間、大電流浪涌(Surge)的高效方案,其核心在于“快速響應+能量疏導”。

二、兩種方案對比:鉗位 vs 開關機制
方案A: TVS(鉗位型器件)堅定的“鉗位著”

工作原理:TVS是一種基于半導體PN結的鉗位型保護器件。當外加電壓達到其擊穿電壓(Breakdown Voltage)時,TVS迅速導通,將電壓“鉗位”在一個安全水平,防止后級電路受損。
響應時間:極短,通常在納秒甚至皮秒級。
方向性:可分為單向和雙向兩種類型。
典型產品:SMBJ系列(雙向TVS)。
方案B:TSS(開關型器件)極速的“開關者”
工作原理:TSS本質上是一種晶閘管結構,當電壓超過其轉折電壓VBO(Trigger Voltage)時,TSS迅速導通,形成短路狀態,將浪涌電流快速導出。
響應時間:略慢于TVS,但仍處于納秒級。

自動復位:一旦浪涌結束,TSS會自動恢復高阻態。
典型產品:TSS系列:PxxxxS(A/B/C/D)系列
三、正面對決:動作曲線與電氣行為

四、功率與效率:為何TSS 更能“抗”?
■TVS:(SMBJ),
TSS: PxxxxS(A/B/C/D)?

同封裝,不同能力
TVS(如SMBJ):通流能力隨擊穿電壓(VBR)升高而顯著下降。電壓越高,能承受的電流越小。SMBJ5.0CA通流量最大為10x1000 μs 60A。
TSS:無論電壓等級如何,通流能力保持恒定,例如PxxxxSC系列均為10x1000 μs100A,PxxxxSD系列均為10x1000 μs200A。
結論:在高壓大電流應用中,雷卯TSS擁有更高的功率密度。
上海雷卯TSS命名及參數對應如下:

Series | Surge Ipp | |||||
2x10 μs | 8x20 μs | 10x160 μs | 10x560 μs | 10x1000 μs | 10x700μs | |
A | A | A | A | A | KV | |
TA | 150 | 150 | 70 | 60 | 50 | 3 |
SA | 150 | 150 | 90 | 50 | 45 | 3 |
SB | 250 | 250 | 150 | 100 | 80 | 4 |
SC | 500 | 400 | 200 | 150 | 100 | 6 |
SD | 800 | 800 | — | — | 200 | 8 |
五、選型策略:哪種方案適合您?
特性維度 | TSS | TVS(SMBJ系列) |
| 箝位特性 | 開關型:導通前電壓可達VBO,導通后壓降極低(VT) | 箝位型:從始至終將電壓限制在VC以下,最精準。 |
| 響應速度 | 較快(ns級) | 極快(ps級) |
| 通流能力 | 強(百A以上) | 較弱(幾十A @10/1000μs) |
| 電容 | 小(幾十~幾百pF) | 大(1000pF ~ 10000pF) |
| 老化/壽命 | 長,基本無退化 | 長,性能穩定 |
| 失效模式 | 多為短路 | 多為短路,小功率可能開路 |
| 優點 | 快,低殘壓,小電容,長壽命。 | 響應最快,箝位最準,可靠性高。 |
| 典型應用場景 | 通信接口保護(如RS485/232、電話線、xDSL)、二次精細防護。 | 電源口防護首選 |
TVS與TSS各有千秋,TVS以精準鉗位見長,TSS以強大吸收著稱。在現代電子系統中,單一保護機制往往難以應對復雜的浪涌環境。因此,工程師應摒棄“非此即彼”的思維,轉而構建“TVS+TSS”協同防護體系,實現從宏觀到微觀、從粗放到精細的多層次保護。
六、TSS典型應用場景與電路設計
半導體放電管TSS廣泛應用于通信、安防、工業等電子產品的通信線保護中。
XDSL和ISDN、HDSL傳輸設備
用戶前端設備,如:電話機、傳真機、Modem
T1/E1接口
安防產品、遠程監控、遠程抄表等產品中
6.1
RS422 RS485靜電浪涌保護方案
應用場景:工業傳感器、變頻器、儀表的通信線路,易受感應浪涌、靜電干擾,通信速率通常為115200bps-1Mbps。
方案優點:用于RS422 RS485接口的浪涌保護,采用低殘壓的TSS,有效保護RS422 RS485收發IC,TSS反應時間為ns級,既可防浪涌,又可防靜電,且保證信號完整性.
滿足IEC61000-4-2,靜電等級4,接觸放電15kV,空氣放電8kV;IEC61000-4-5浪涌10/700μs,6KV。雷卯小程序18.5參看詳細規格書。另如用P0080SD可以過浪涌8/20μS 2KV。


6.2
CAN總線靜電浪涌防護
方案優點:用于CAN接口的浪涌保護,采用低殘壓的TSS,有效保護接口,TSS反應時間為ns級,既可防浪涌,又可防靜電,且保證信號完整性.
滿足IEC61000-4-2,靜電等級4,接觸放電15kV,空氣放電8kV;IEC61000-4-5浪涌10/700μs,8KV。雷卯小程序16.4參看詳細規格書。


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