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工程師需要了解的過壓器件類型和過壓器件的選型方式

作者:admin????來源:未知????發布時間:2020-06-18 10:30????瀏覽量:

在上一篇,小編主要為大家介紹了常見的五種過壓器件的類型,下面接著跟小編一起了解這五種過壓器件類型的選型方式吧!不同的過壓保護器件其保護原理各有不同,選擇的時候應結合其保護原理、工作條件和使用環境來考慮。本文全業電子主要介紹常用的幾種過壓保護器件陶瓷放電管(GDT)、瞬態抑制二極管(TVS)、ESD放電二極管(ESD)、半導體放電管(TSS)、壓敏電阻(MOV)的選型技巧,幫助工程師正確選擇電路保護器件。

過壓保護器件選型應注意以下四個要點:

    1)關斷電壓Vrwm的選擇。一般關斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%;

    2)箝位電壓VC的選擇。VC是指在ESD沖擊狀態時通過TVS的電壓,它必須小于被保護電路的能承受的最大瞬態電壓;

    3)浪涌功率Pppm的選擇。不同功率,保護的時間不同,如600w(10/1000μs);300W(8/20μs);

    4)極間電容的選擇。被保護元器件的工作頻率越高,要求TVS的電容要越小。

陶瓷氣體放電管選型方式:

     ① 直流擊穿電壓Vsdc:在放電管上施加100V/s的直流電壓時的擊穿電壓值。這是放電管的標稱電壓,常用的有90V、150V、230V、350V、470V和600V等幾種。其誤差范圍:一般為±20%,也有的為±15%,還有個別的為±10%或±5%。

    ② 脈沖(沖擊)擊穿電壓Vsi:在放電管上施加1kV/μs的脈沖電壓時的擊穿電壓值。因反應速度較慢,脈沖擊穿電壓要比直流擊穿電壓高得多。

    ③ 沖擊放電電流Idi:分為8/20μs波(短波)和10/1000μs波(長波)沖擊放電電流兩種。一般以8/20μs波用得較多。沖擊放電電流又分為單次沖擊放電電流(8/20μs波沖擊1次)和標稱沖擊放電電流(8/20μs波沖擊10次),一般后者約為前者的一半左右,有2.5 kA、5 kA、10 kA、20 kA……等規格。

    ④ 耐交流(工頻)電流Idac:放電管能耐受交流(工頻)電流放電1秒鐘/次、放電10次的電流額定值。

瞬態抑制二極管的選型方式:

    (1)確定被保護電路的最大直流或連續工作電壓、電路的額定標準電壓和“高端”容限。 

    (2)TVS額定反向關斷VWM應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的VWM太低,器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作。串行連接分電壓,并行連接分電流。 

    (3)TVS的最大鉗位電壓VC應小于被保護電路的損壞電壓。 

    (4)在規定的脈沖持續時間內,TVS的最大峰值脈沖功耗PM必須大于被保護電路內可能出現的峰值脈沖功率。在確定了最大鉗位電壓后,其峰值脈沖電流應大于瞬態浪涌電流。 

    (5)對于數據接口電路的保護,還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。 

    (6)根據用途選用TVS的極性及封裝結構。交流電路選用雙極性TVS較為合理;多線保護選用TVS陣列更為有利。 

    (7)溫度考慮。瞬態電壓抑制器可以在-55℃~+150℃之間工作。如果需要TVS在一個變化的溫度工作,由于其反向漏電流ID是隨增加而增大;功耗隨TVS結溫增加而下降,從+25℃~+175℃,大約線性下降50%雨擊穿電壓VBR隨溫度的增加按一定的系數增加。因此,必須查閱有關產品資料,考慮溫度變化對其特性的影響。

ESD靜電保護元件的選型方式:

    靜電保護元件的產品選型最終還是要根據各個客戶的具體需求選擇適合的ESD型號。在為客戶選型和提供產品方案的時候,一定要切記,遵循以下兩個原則:

    1、Vdrw≥電路上的工作電壓

    2、根據應用端口,防護等級選擇貼片壓敏或者是二極管,根據傳輸頻率選擇電容值,頻率越高,器件的容值就要越低,容值太大容易造成信號丟包,因此,一定要根據自身需求選擇最適合的ESD。

半導體放電管選型方式:

    1、最大瞬間峰值電流IPP必須大于通訊設備標準的規定值。如FCC Part68A類型的IPP應大于100A;Bellcore 1089的IPP應大于25A。

    2、轉折電壓VBO必須小于被保護電路所允許的最大瞬間峰值電壓。

    3、半導體放電管處于導通狀態(導通)時,所損耗的功率P應小于其額定功率Pcm,Pcm=KVT*IPP,其中K由短路電流的波形決定。對于指數波,方波,正弦波,三角波K值分別為1.00,1.4,2.2,2.8。

    4、反向擊穿電壓VBR必須大于被保護電路的最大工作電壓。如在POTS應用中,最大振鈴電壓(150V)的峰值電壓(150*1.41=212.2V)和直流偏壓峰值(56.6V)之和為268.8V,所以應選擇VBR大于268.8V的器件。又如在ISDN應用中,最大DC電壓(150V)和最大信號電壓(3V)之和為153V,所以應選擇VBR大于153V的器件。

    5、若要使半導體放電管通過大的浪涌電流后自復位,器件的維持電流IH必須大于系統所能能提供的電流值。即:IH(系統電壓/源阻抗)。

壓敏電阻的選型方式:   

    1、連續施加在壓敏電阻兩端的電源電壓,不能超過規格表中列出的¡°最大持續工作電壓¡±值。還要充分考慮到電網(或電路)工作電壓的波動幅度,

  2、選取壓敏電阻的壓敏電壓值時,要留有足夠的余量。國內一般的波動幅度為30%。通過壓敏電阻的最大浪涌電流不應超過技術規格書中的¡°最大沖擊電流¡±值(也就是最大通流量)??紤]到要耐受多次沖擊時,應該選用能耐受10次以上沖擊的浪涌電流值。

    3、壓敏電阻的箝位電壓必須小于被保護的部件或設備能承受的最大電壓(即安全電壓)。

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