在電路設計中決定使用哪種元件時，擁有循序漸進的指南是一個很好的工具，可以簡化和加快整個過程。以下是如何在熱插拔應用中選擇合適的 TVS 元件的方法。
圖 1. 54V 直流電源架構框圖
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第一步：選擇最小隔絕電壓 (Stand-off Voltage) V_R。本例考慮了 5% 的容差：
V_{IN}=54 \rightarrow V_R=105\%V_{IN}=1.05(54V),
\;\;V_{R}=56.7V. -
根據電路最壞情況特性，取得最大預期脈衝電流 I_P ：
在本例中，峰值電流為 480A。 -
設計人員應在步驟 1 中預先選擇一些具有穩定工作電壓的 TVS。 如 MCC 的 SMC 5kW 系列提供了強大的 TVS 選項，以下零件編號能夠滿足隔絕電壓要求。我們將針對此應用程式對它們進行評估：
• 5.0SMLJ58A
• 5.0SMLJ60A
• 5.0SMLJ64A
• 5.0SMLJ70A -
下一步是找到瞬態的箝位電壓 V_C
使用以下公式：V_C=I_P\left(\dfrac{V_{C(Max),8/20\mu s}-V_{BR}} {I_{PP,8/20\mu s} }\right)+V_{}BR.
V_C=480 A\left(\dfrac{125V-70.37V} {320A }\right)+70.37,
V_C=152.15V.
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之後，利用上一步計算出來的 V_C 和估算出的 I_P 來計算瞬態脈衝期間 TVS 的功率：
P_P=V_CI_P=152.15V\left(480A\right)=73.03kW.
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脈衝持續時間 ∆𝑡𝑑 將使用以下公式中的輸入寄生電感來估算。
V_L=L_{parasitc}\dfrac{di_L}{dt}\approx L_{parasitc}\dfrac{\Delta i_L}{\Delta t},
\Delta t_d=\dfrac{L_{parasitic} I_P}{V_C-V_{IN}}, -
在此步驟和下一步中，我們將確定單一 TVS 的功率能力。圖 3 顯示了步驟 6 中脈衝持續時間 ∆𝑡𝑑 的允許峰值脈衝功率 PPP。這元件可耗散的功率略大於 80 kW。
- 考慮應用中預期的最高環境溫度，下一步是降低允許的 PPP。建議將附近元件引起的加熱效應納入考量。圖 4 顯示最高溫度為 125°C。
在本例中，降額後元件的最終最大允許功率 PPP 為
P_{PP@125°C}=35\%P_{PP}=35\%82kW=28.7kW.
- 為了達到步驟 8 的總降額功率，TVS 必須高於步驟 5 計算的 TVS 峰值功率，且裕度至少為 50%，以確保元件和應用的可靠性：
\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;P_{PP@125°C}>1.5P_P.
在這例子中，結果如下：
P_{PP@125°C}=28.7 kW,\\ \;\;\;\;\;\;1.5P_P=109.6kW.
如果功率條件不滿足，則需要重新開始此選擇 TVS 流程的 9 步驟。
然而，有兩種解決方案：
a. 分析另一個功率較大的元件
b. 利用並聯多個相同的 TVS 元件來分擔功率
表 1 總結了三個不同 I_P 值（120A、160A 和 480A）的計算結果。
綠色案例表示使用單一裝置成功滿足步驟 9 中給出的功率條件。
表 1. 5.0SMLJxxxx MCC 系列 TVS 裝置的資料表參數以及計算出的 PP 和 ∆𝑡𝑑 值，顯示了資料表中的參數以及本研究中的計算結果。
如需深入了解，請查看應用說明：Hot-Swap Controller Application Note: Enhancing Data Center Reliability