Littelfuse 已推出三个符合汽车级标准的 TVS 二极管系列：TPSMC、TPSMD 和 TP5.0SMDJ。这些二极管能够利用单个器件保护高达 400V 的 GaN/SIC mosfet 和 IGBT。此外，这些二极管还能降低电池断路单元、HVAC 系统和 PTC 加热器中的 BOM(物料清单)复杂程度。

保护宽禁带器件面临的挑战

GaN 和 SiC MOSFET 以及 IGBT 因其在高开关频率和高温环境下表现出色，在现代汽车功率模块中占据主导地位。但这些器件对电压过应力极为敏感。负载突降、电感开关事件以及其他高能瞬变可能在微秒级时间内使电压尖峰远超器件额定值。

传统的 TVS 解决方案在远低于 400V 的电压下工作良好，这迫使设计人员将多个器件串联起来以达到足够的隔离电压，每个串联器件分担一部分钳位负担。但每增加一个器件，就意味着增加一个焊点、一种失效模式、额外的电路板面积以及更复杂的 BOM。

Littelfuse 的新型 TVS 二极管系列正是直接针对这一问题，该系列主要为电动汽车内部的高压汽车子系统而构建。

TVS 系列提供的特性

Littelfuse 的 TVS 二极管采用 DO-214AB 表面贴装封装，并使用 10/1000 µs 波形、0.01% 重复率占空比进行特性表征。这三个系列均采用围绕高隔离电压和宽浪涌处理能力构建的通用架构，并根据其峰值脉冲功率额定值进行区分，以适应不同汽车子系统的能量需求。

TPSMC 支持 300V 至 540V 的隔离电压范围，峰值脉冲功率额定值为 1500W，非常适合电路板空间极为宝贵且浪涌能量要求处于中等范围的布局。

TPSMD 的隔离电压范围为 180V 至 400V，峰值脉冲功率额定值为 3000W，针对浪涌条件更严苛的高能高压轨应用。TP5.0SMDJ 拥有该系列中最高的浪涌能力，峰值脉冲功率达 5000W，提供整个产品组合中最高的瞬态能量处理能力。

这些器件支持高达 300A 的峰值浪涌电流。整个系列的反应时间额定值从 0V 到最小击穿电压小于 1 皮秒，确保在敏感半导体结承受应力之前实现快速钳位。

不妥协的汽车级认证

在认证方面，这些器件获得了 AEC-Q101 认证，具备 PPAP 能力，并提供单向和双向配置。ESD 抗扰度按照 IEC 61000-4-2 标准评定，可承受高达 30kV(空气放电和接触放电)的静电放电;EFT 抗扰度已通过 IEC 61000-4-4 标准验证。过应力下的典型失效模式是短路，这在保护器件应用中是一种可预测且通常是首选的表现。

除了直接保护之外，更低的钳位电压还为功率半导体带来下游好处。当一个特性良好的单个器件严格控制钳位电压时，受保护器件必须承受的最坏情况过电压就会降低。因此，工程师可以选用额定电压更接近实际工作电压的 GaN 或 SiC MOSFET，而无需为了留出瞬态余量而增加过多的电压裕量。这意味着更低的导通电阻、更低的导通损耗以及更好的整体系统效率。

这些高压 TVS 二极管面向高压汽车子系统，例如电池断路单元 (BDU)、高压 HVAC 压缩机以及 PTC 座舱和电池加热器。

更多信息请参见 TPSMC、TPSMD 和 TP5.0SMDT 产品页面。

未来展望

Littelfuse 是首个在这一电压等级推出符合汽车级解决方案的厂商，但随着 800V 平台已投入生产，以及一些下一代项目正在探索更高电压，汽车 TVS 二极管的隔离电压要求只会从现在开始继续攀升。

保护供应链的其他厂商将如何应对，以及行业是否会看到对下一代电动汽车平台标准化高压 TVS 规格的更广泛推动，这将决定未来几年该器件类别的竞争格局。