近日，全球電路保護(hù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)Littelfuse公司（NASDAQ: LFUS）正式宣布推出 TPSMC、TPSMD及TP5.0SMDJ高壓瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管系列 ，通過專為汽車高壓電力電子應(yīng)用設(shè)計(jì)的全新器件，進(jìn)一步擴(kuò)展了其經(jīng)典TP系列產(chǎn)品組合。這三款產(chǎn)品直擊電池?cái)嗦费b置（BDU）、高壓HVAC系統(tǒng)和正溫度系數(shù)（PTC）加熱器等新興高壓子系統(tǒng)，以單顆器件實(shí)現(xiàn)高達(dá)400V的斷態(tài)電壓保護(hù)，標(biāo)志著汽車級(jí)TVS保護(hù)正式邁入"單芯片高壓時(shí)代"。

隨著汽車電氣化架構(gòu)向800V甚至更高電壓平臺(tái)快速演進(jìn)，GaN/SiC MOSFET和IGBT等第三代寬禁帶功率器件正在加速替代傳統(tǒng)硅基器件。然而，這些新型功率器件對(duì)瞬態(tài)電壓極其敏感——負(fù)載突降（Load Dump）、感性開關(guān)（Inductive Switching）及其他高能事件產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓，足以在納秒級(jí)時(shí)間內(nèi)擊穿GaN/SiC器件脆弱的柵極氧化層，造成不可逆損壞。

傳統(tǒng)的中低壓TVS解決方案（通常耐壓在200V以下）已無法滿足800V架構(gòu)的保護(hù)需求。工程師們不得不將多個(gè)低壓TVS器件串聯(lián)使用，才能獲得足夠的斷態(tài)電壓。但這種方案帶來了三大代價(jià)：PCB面積增大、BOM成本上升、設(shè)計(jì)復(fù)雜度飆升。

Littelfuse產(chǎn)品營銷總監(jiān)Cai Cai一針見血地指出："這些高壓瞬態(tài)抑制二極管專為下一代汽車電源架構(gòu)而開發(fā)。通過在BDU、HVAC和PTC應(yīng)用中啟用單器件瞬態(tài)保護(hù)，我們的客戶可以簡化設(shè)計(jì)、降低BOM成本，甚至選擇額定值較低的功率半導(dǎo)體來提高效率和系統(tǒng)性能。"

三款產(chǎn)品，三檔功率，全面覆蓋高壓場景

此次發(fā)布的三款TVS二極管均采用 DO-214AB（SMC）表面貼裝封裝 ，提供單向和雙向兩種極性配置，可靈活適配不同電路拓?fù)?。三款產(chǎn)品的核心差異在于峰值脈沖功率等級(jí)。

TPSMC系列峰值脈沖功率為1,500W，峰值浪涌電流達(dá)300A，斷態(tài)電壓不低于400V，主打輕度瞬態(tài)防護(hù)場景，適用于PTC加熱器、傳感器接口等對(duì)瞬態(tài)能量要求相對(duì)溫和的應(yīng)用。

TPSMD系列峰值脈沖功率提升至3,000W，峰值浪涌電流同樣為300A，斷態(tài)電壓不低于400V，面向中等能量瞬態(tài)場景，可勝任HVAC壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)、DC-DC轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用中的保護(hù)需求。

TP5.0SMDJ系列則是三款中的"旗艦擔(dān)當(dāng)"，峰值脈沖功率高達(dá)5,000W，峰值浪涌電流為300A，斷態(tài)電壓不低于400V，專為高能量瞬態(tài)場景打造，可直接應(yīng)用于BDU主回路、800V母線保護(hù)等最嚴(yán)苛的工況。5,000W的峰值脈沖功率在同封裝汽車級(jí)TVS中處于頂級(jí)水平，足以應(yīng)對(duì)BDU主回路中最為兇猛的浪涌與瞬態(tài)事件，為GaN/SiC MOSFET和IGBT提供"銅墻鐵壁"級(jí)保護(hù)。

六大核心性能指標(biāo)，重新定義車規(guī)TVS標(biāo)準(zhǔn)

在斷態(tài)電壓方面，三款產(chǎn)品均達(dá)到 不低于400V的VRWM額定值 ，這意味著單顆器件即可覆蓋800V架構(gòu)的半橋拓?fù)浔Ｗo(hù)需求，無需像傳統(tǒng)方案那樣串聯(lián)2至3顆中低壓TVS。

在浪涌承受能力上，三款產(chǎn)品的 峰值浪涌電流IFSM均達(dá)300A ，可輕松承受負(fù)載突降等高能量瞬態(tài)事件，在10/1000μs波形下仍能穩(wěn)定工作。

在瞬態(tài)箝位速度上，三款產(chǎn)品的 響應(yīng)時(shí)間通常小于1納秒（<1ns） 。對(duì)于開關(guān)速度已達(dá)納秒級(jí)的SiC MOSFET而言，傳統(tǒng)TVS數(shù)十納秒的響應(yīng)延遲已顯得"力不從心"。Littelfuse將響應(yīng)時(shí)間壓縮至1納秒以內(nèi)，確保在瞬態(tài)電壓到達(dá)功率器件之前即完成有效箝位，從根本上保護(hù)GaN/SiC器件的柵極安全。

在ESD防護(hù)方面，三款產(chǎn)品均通過 IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，可承受30kV空氣放電與接觸放電 ，為系統(tǒng)提供全面的靜電放電保護(hù)，免遭插拔操作中的靜電擊穿。

在車規(guī)認(rèn)證上，全系產(chǎn)品均滿足 AEC-Q101車規(guī)級(jí)可靠性標(biāo)準(zhǔn)及PPAP量產(chǎn)一致性要求 ，確保在汽車功能安全與大規(guī)模量產(chǎn)場景下的長期穩(wěn)定表現(xiàn)。

單顆替代多顆：BOM成本直降，系統(tǒng)效率反升

相比傳統(tǒng)方案需要串聯(lián)2至3顆中低壓TVS才能達(dá)到400V以上的斷態(tài)電壓，Littelfuse的高壓TVS三劍客以 單顆器件即可完成全程保護(hù) ，帶來三重收益。

第一，BOM成本顯著降低。 減少串聯(lián)器件數(shù)量，直接減少物料采購與貼片加工成本。據(jù)Littelfuse估算，在典型BDU應(yīng)用中，采用單顆高壓TVS可將保護(hù)電路的BOM成本降低30%以上。

第二，PCB面積大幅縮小。 DO-214AB（SMC）封裝尺寸緊湊，單顆器件替代多顆串聯(lián)方案，可為高密度汽車PCB節(jié)省寶貴的布局空間。

第三，系統(tǒng)效率反而提升。 由于高壓TVS提供了更充裕的電壓裕度，工程師可以選擇 額定值更低的GaN/SiC MOSFET或IGBT ，這些低額定值器件通常具有更低的導(dǎo)通電阻（RDS(on)）和更小的開關(guān)損耗，從而提升整個(gè)功率轉(zhuǎn)換鏈路的效率。正如Cai Cai所言："客戶甚至可以選擇額定值較低的功率半導(dǎo)體來提高效率和系統(tǒng)性能。"

深度適配汽車三大高壓子系統(tǒng)

電池?cái)嗦费b置（BDU） 是電動(dòng)車高壓安全的第一道防線，主繼電器開斷瞬間產(chǎn)生的感性負(fù)載突降可產(chǎn)生數(shù)百伏的瞬態(tài)電壓。TP5.0SMDJ的5,000W峰值功率可輕松吸收這類高能瞬態(tài)，保護(hù)BDU中的SiC MOSFET不被擊穿。

高壓HVAC系統(tǒng)中，電動(dòng)壓縮機(jī)由400V至800V母線驅(qū)動(dòng)，逆變橋的開關(guān)動(dòng)作伴隨劇烈的dV/dt瞬態(tài)。TPSMD的3,000W功率等級(jí)可為HVAC驅(qū)動(dòng)電路中的IGBT提供可靠的瞬態(tài)箝位保護(hù)。

PTC座艙與電池加熱器在冷啟動(dòng)時(shí)電流極大，溫度切換過程中會(huì)產(chǎn)生顯著的電壓波動(dòng)。TPSMC的1,500W功率足以應(yīng)對(duì)這類中等能量的瞬態(tài)事件，確保加熱器控制電路中的功率器件安全無憂。

從保護(hù)到賦能：Littelfuse的汽車高壓戰(zhàn)略

此次TPSMC、TPSMD及TP5.0SMDJ三款產(chǎn)品的發(fā)布，是Littelfuse在汽車高壓電力電子保護(hù)領(lǐng)域的一次戰(zhàn)略級(jí)補(bǔ)強(qiáng)。通過將斷態(tài)電壓從傳統(tǒng)的200V級(jí)別一舉提升至400V以上，Littelfuse讓工程師得以用 一顆器件替代一串器件 ，用更簡潔的電路實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的保護(hù)。