电路保护是电子设计中最容易被忽视却至关重要的环节。一个设计精良的瞬态电压抑制方案能避免设备在雷击、静电放电或电源波动时遭受不可逆损坏。实际工作中，我们经常遇到因瞬态电压导致的产品返修，这些问题往往通过简单的TVS二极管布局就能解决。

TVS二极管选型首要考虑的是钳位电压。以12V电源线路保护为例，选择SMAJ15A比SMAJ12A更合适。虽然标称电压更高，但在8/20μs标准浪涌测试时，SMAJ15A实际钳位电压约24V，而SMAJ12A可能达到28V。这个4V的差异足以决定后级IC的生死。实测数据显示，在相同6kV接触放电测试中，采用SMAJ15A的方案故障率降低73%。

布局布线直接影响TVS防护效果。TVS必须尽可能靠近被保护端口，引线长度控制在5mm以内。曾有个HDMI接口设计案例，TVS距离接口15cm，结果ESD测试屡屡失败。将TVS移至连接器3mm范围内后，顺利通过8kV空气放电测试。平行布线时，保护线路与被保护线路间距至少保持2倍线宽，避免耦合干扰。

多级防护架构应对高能瞬态更有效。AC220V电源输入端可采用GDT（气体放电管）-MOV（压敏电阻）-TVS三级防护。GDT负责泄放大部分能量，MOV处理剩余中压部分，TVS进行最终电压钳位。实测表明，这种组合能承受10/700μs 6kV雷击测试，而单级TVS方案在2kV时就已失效。注意级间要预留10mm以上间距，并串接10-100Ω电阻作为退耦。

汽车电子对瞬态防护要求更严苛。ISO 7637-2标准规定的5a脉冲测试（+112V/100ms）需要特殊处理。建议在12V电源线使用SMBJ24A搭配47μF电解电容，并在TVS后级加入2.2mH共模电感。实际车载测试中，这种配置能稳定通过所有抛负载测试，而仅用TVS的方案会出现MCU复位现象。

高速信号线的保护需要兼顾带宽与电容。USB3.0接口应选择电容小于0.5pF的TVS阵列，如ESD7124。布局时将TVS置于连接器与共模滤波器之间，信号线做50Ω阻抗匹配。实测对比显示，加入低电容TVS后，眼图抖动从35ps降至28ps，同时能承受8kV ESD冲击。

PCB接地设计决定防护效果。TVS的接地脚必须直接连接到保护地的铜箔，避免通过过孔转接。有个工业RS485接口案例，TVS通过两个过孔接地导致防护失效。改为直接铺铜连接后，抗扰度从±2kV提升到±4kV。多层板中，保护地应与主电源地单点连接，通常选择在电源入口处。

温度因素常被忽视。TVS在高温环境下钳位电压会下降，85℃时可能比25℃低10%。汽车前灯控制模块就曾因此出现误动作，解决方案是选择更高额定电压的TVS，并在高温环境下重新测试钳位特性。建议在选型时预留20%余量，或选用正温度系数特性的TVS器件。

成本优化有实际技巧。对于非关键电路，可以用多个0603封装的TVS替代单个大功率TVS。测试表明，三个SMAJ5.0A并联的性价比优于单个SMCJ5.0A，且PCB布局更灵活。但要注意并联使用时需确保每个TVS的导通特性一致，必要时添加小阻值均流电阻。

实际维修中的快速判断方法很实用。用万用表二极管档测量TVS正反向压降，正常值应在0.5-0.7V（正向）和开路（反向）。若双向都导通或阻值异常，说明器件已损坏。开关电源中经常烧毁的TVS，往往是因为反向工作电压选型不当，应该检查实际电路中的峰值电压是否超过TVS的VRWM值。

工业现场总线的防护需要特殊处理。PROFIBUS DP接口建议采用双TVS方案：在A/B线各接一个SM6T6V8A到地，再在A-B间跨接一个SMBJ6.0CA。实测数据表明，这种配置能承受±15kV的EFT/Burst测试，而单级防护只能达到±8kV。注意总线终端电阻必须放在TVS之后，否则会影响防护效果。

电源时序引起的瞬态问题容易被忽略。有个智能电表项目在上电瞬间出现MCU锁死，原因是3.3V电源比5V电源建立快，导致IO口过压。解决方法是在5V电源线增加SMAJ5.0A，并在3.3V IO口串接100Ω电阻。用示波器捕获的上电波形显示，加入TVS后过冲电压从6.2V降至4.1V。

AC-DC电源的初级防护要重点考虑。反激式开关电源在MOSFET漏极可选用1.5KE400A，配合RCD吸收电路。实测波形显示，不加TVS时漏极尖峰达650V，加入后控制在550V以下。注意TVS的功率要与RCD电路的功耗匹配，否则可能出现过热失效。