揭密！雷雨天气下 TVS+ESD 的双重守护

全国各地开始步入夏季。接下来的6-9月，将面临时而炎热干燥，时而雷雨狂风的天气。你有没有想过，你家的手机电脑、路由器、智能家电在雷雨夜可能遭受着一场"电风暴"的袭击？

当雷雨交加时，空中舞动的闪电不仅是视觉奇观，更是电子元器件的致命威胁。直接雷击或附近雷击产生的浪涌电压/电流，如同突然爆发的"电海啸"——数千伏的电压、数千安培的电流在微秒级时间内冲击电路，能量足以瞬间烧毁精密的芯片和电路板。

雷雨天电子设备的"隐形杀手"

01防雷先锋TVS：高能浪涌的"拦路虎"

TVS（瞬态电压抑制二极管）如同电子设备的"防雷先锋"，驻守在电源入口、网口、天线接口等关键位置。当雷击浪涌入侵时，它通过"钳位+泄放"的组合拳保护电路，就像防洪堤在洪水来临时既要拦住高峰水位，又要引导水流安全排泄。

工作原理：纳秒级反应的"电堤坝"

- 高能吸收：并联在电路与地之间的TVS，如同隐藏的泄洪通道，专门吸收浪涌能量。

- 雪崩击穿：正常电压下它是高阻态的"绝缘体"，一旦电压超过阈值，就像堤坝瞬间溃决般进入低阻导通状态（响应时间仅纳秒级）。

- 钳位保护：导通后将电压强制限制在安全范围（钳位电压），比如将10000V浪涌钳制到50V以下。

- 能量泄放：浪涌电流通过TVS安全导入大地，避免流入敏感电路。

防雷必备特性

02精密保镖ESD：细微威胁的"终结者"

ESD（静电放电保护器）虽不像TVS那样能应对强电冲击，却是处理"电子微威胁"的高手。它如同精密仪器的贴身保镖，专门对付静电放电（如人体触摸产生的上万伏电压）和雷击感应的高频瞬变，这些威胁能量虽小，却可能干扰芯片的正常工作。

技术优势：皮秒级响应的"精准防御"

- 超快速度：响应时间达皮秒级（1皮秒=1万亿分之一秒），比TVS快1000倍以上

- 超低钳位：能将电压钳制在几伏到十几伏，保护像CPU引脚这样的敏感部位

- 低寄生电容：电容值仅0.5-几pF，不会影响USB、HDMI等高速信号的传输质量

- 多重防护：除了防雷残余干扰，还能防御人体静电和电路板感应噪声

与TVS的关键差异

TVS+ESD的黄金搭档形成一个完善的防雷系统。

第一道防线：在电源、网口等入口处部署高功率TVS（或防雷模块），泄放90%以上的浪涌能量；

第二道防线：在芯片附近安装ESD保护器，处理残余的高频干扰和静电；

辅助防御：搭配保险丝（防过流）、电感（限流）、滤波电容（平滑电压）。

实际应用案例

家用路由器：电源接口TVS+网口ESD组合，防止雷击通过电源线和网线入侵；

工业控制设备：在RS485通信端口使用TVS+ESD多级防护，应对野外复杂电磁环境；

智能手机：主板上的ESD保护器保护触摸屏、摄像头等接口，防止静电和感应噪声。

给电子设备的"防雷小贴士"

1. 器件选择：根据使用场景选TVS（如电源用100A以上Ipp）和ESD（高速接口选<1pF电容）；

2. 接地设计：防护器件需就近接地，接地阻抗越低，防雷效果越好；

3. 日常维护：雷雨频发地区可安装电源防雷器，重要设备建议拔掉插头 4. 电路布局：让TVS尽量靠近端口，ESD尽量靠近被保护芯片。

当雷雨季节来临，这些看不见的"电子安全卫士"一直默默守护着我们的设备。TVS以强悍的能量承受力充当"先锋部队"，ESD以精密的防护能力作为"特种部队"，两者各司其职又紧密配合，共同构建起抵御雷击浪涌的坚固防线。了解它们的工作原理，不仅能让我们更科学地保护电子设备，也能感受到电子防护技术中蕴含的智慧与巧思。

JINGYANG

晶扬电子 | 电路与系统保护专家

深圳市晶扬电子有限公司成立于2006年，是国家重点专精特新“小巨人”科技企业、国家高新技术企业、深圳知名品牌、广东省制造业单项冠军产品、深圳市制造业单项冠军企业，知识产权示范企业，建成广东省ESD静电保护芯片工程技术研究中心，荣获中国发明创业奖金奖等。是多年专业从事IC设计、生产、销售及系统集成的集成电路设计公司，在成都、武汉和加拿大设立有研发中心，拥有超百项知识产权和专利，业内著名的“电路与系统保护专家”。为各类电子产品提供全方位、全覆盖的静电保护、高边开关等保护方案。

主营产品:ESD、TVS、MOS管、DC-DC,LDO系列、工业&车规传感器、高边开关（HSD)芯片、电流传感器、汽车开关输入芯片等。

审核编辑 黄宇