Нови приступ штити од ЕСД и високих енергетских убрзања

Gold Saving System The Gold Savers System A Karatbars Presentation Gold Saving System (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Заштитне предности двостепеног уређаја за прелазни струјни прекидач су супериорни у односу на конвенционалне ТВС технологије

Како се технологије брзог преноса података развијају како би постале брже и мање, повећала се осјетљивост на електростатичко пражњење (ЕСД) и громобране. Сада више него икад, потребно је робусно и ефикасно решење за заштиту од пренапона које спречава оштећење, али не отежава рад високог фреквенција система. Нова технологија супресора транзијентне струје (ТЦС) нуди потпуно нов приступ како би задовољио ове захтевне захтеве.
Неке процене за стварне трошкове оштећења ЕСД-а у електронској индустрији су у милијардама долара. Према Институту за информације о осигурању, штета проузрокована муњевима у просеку повећала се у Сједињеним Државама за 5, 5% у односу на прошлу годину, првенствено због повећања броја и вредности потрошачке електронике. Удари муња у 2011. години су трошкови осигуравача у просјеку износили 5.112 долара, у поређењу са 4.846 долара претходне године. Због ових високих трошкова и потенцијалног оштећења електронске опреме, важније је него икада имати адекватну заштиту кола за апликације високе брзине података.
Овај чланак разматра конвенционалну једнострану заштиту помоћу уређаја за ограничавање напона као што је прекидач пренапонског напона (ТВС) и истиче ограничења ове методе заштите. Представљен је нови приступ заштитној струји која уводи нову ТЦС технологију. Овај нови приступ користи серијске уређаје ТЦС са заштићеном сигналном линијом у двостепеном конфигурацији заједно са уређајем за ограничавање напона. Предности ове ефикасности и ефикасности заштите овог двостепеног уређаја за заштиту су далеко супериорније од стандардних ТВС технологија.

Једностепена заштита кола
ТВС диоде су електронски уређаји за заштиту који апсорбују енергију ЕСД на интерфејсу дизајна. Основни рад ТВС диоде приказан је на Слици 1 .
ТВС диода се обично појављује као висока импеданса у нормалном опсегу радног напона сигнала који пролази преко линије. Када талас на интерфејсу премашује предефинисану границу, ТВС диода постаје проводљив, брзо ограничавајући напон од пораста изнад овог сигурног нивоа. Идеална ТВС диода ствара "стене од опеке" које спајају електричне карактеристике које не изазивају никакве сметње у нормалном сигналу, али спречавају напон на интерфејсу да достигне небезбедан ниво.

Слика 1: Основни рад идеалног напона ограничавајућег уређаја.

У стварности, карактеристике полупроводничких ТВС диода се разликују од карактеристика вертикалне карактеристике идеалног стезног уређаја. Иако права ТВС диода показује високу отпорност на нижим напонима, пошто напон повећава коначну "цурење" струја почиње да тече у близини напона раздвајања споја. Ово резултира стварним карактеристикама за стезање које су много мекше од наглих вертикалних "зидова од опеке" које су карактеристичне за идеалну стезаљку. Што је ТВС уређај већи, може доћи до веће цурења која може негативно утицати на рад кола, нарочито на вишим температурама. Одабрани напонски прикључак мора бити већи од идеалног, како би се омогућио овај мекани прелаз у понашање стезања. Стварни напон спона изабран за коло је компромис између довољно високог нивоа који не омета сигнал, а довољно је напона да максимизира заштиту.
Једноставно повезивање ТВС диод између интерфејса и тла није увијек ефикасно у заштити нисконапонског уређаја који управља тим интерфејсом. На пример, са типичним ТВС уређајем, максимални напон преко њега може да достигне 20 В током пражњења од 11 А. Ово је далеко изнад апсолутних максималних оцена многих нисконапонских полупроводничких технологија. Уместо да заштити интерфејсни уређај од пренапона, ТВС диода једноставно преусмерава део енергије, остављајући дио енергије пренапона да се проширује у заштићено коло. Висок ниво "летења" енергије, како се често назива, може довести до оштећења опреме у условима пренапона у оштрим или изложеним окружењима, где је изложеност енергијама високог удара можда уобичајена.

Двостепена заштита кола: нови приступ
ТЦС уређај је нови приступ за заштиту кола који значајно побољшава ниво одбране када се користи серијски са заштићеном сигналном линијом у двостепеном дизајну заједно са уређајем за ограничавање напона. Карактеристике ТЦС уређаја приказане су на Слици 2 . Када је нормална струја сигнала ниска, ТЦС уређај се понаша као отпорник мале вредности. У условима пренапона и када се струја покреће изнад сигурног нивоа, ТЦС уређај врло брзо прелази у ограничавајуће стање. Слика 3 приказује конфигурацију ТЦС уређаја и симбол кола.

Слика 2: Актуелна ИВ крива ТЦС уређаја.

Слика 3: Имплементација ТЦС уређаја у решењу за заштиту од кола.

ТЦС уређај додаје серију ограничавања струје у серији са заштићеним уређајем како би допунила карактеристике уређаја за ограничавање напона, што помаже у смањењу стреса. Напон на интерфејсу се повећава када дође до таласа, што доводи до струје кроз ТЦС уређај. Како је тренутна граница постигнута, ТЦС уређај спречава даље повећање струје, омогућавајући повећању напона преко себе. Ово представља веома висок отпор при блокирању, пошто је струја ограничена на скоро константан ниво. Пошто је струја ограничена, напон на заштићеном уређају више не расте и чува се на сигурном нивоу. Са друге стране ТЦС уређаја, напон наставља да расте све док се не постигне активацијски напон напонског стезног уређаја. И почетак стезања и напон максималног напона напона може бити много већи од ТВС-а сам по себи, пошто ТЦС уређај блокира овај напон. Максимални напон за приањање може се повећати до максималне напонске вриједности ± 40 В на ТЦС уређају, што омогућава кориштење једноставних нискофтних, ниско-капацитивних диодних шина за већину примјена. Цјелокупне перформансе фазе заштите, које возач доживљава, врло блиско подсећа на рад идеалне стезаљке од опеке.
Као што сугерише име, ТЦС уређај је директно аналоган ТВС диоди. ТВС диода ограничава пролазне напоне, а ТЦС уређај ограничава пролазне струје. Карактеристике ТЦС уређаја, попут ТВС диоде, такође показују степен пренапона, што узрокује смањење струје око 30% од његове максималне вриједности, док се напон додатно повећава. Овај преклоп додатно побољшава пролазну снагу у ТЦС уређају и минимизира напон у заштићеном уређају.
Нормално време одзива за постизање ограничења је мање од 50 нс. Брзина ограниченог рада ТЦС уређаја је идеална за заштиту од свих стандардних таласних облика (1.2 / 50 μс, 10/1000 μс, итд.), Укључујући захтјеве високе фреквенције.
Нови ТЦС уређаји пружају ефикасну ЕСД и решење за заштиту од пренапона. За разлику од конвенционалних ТВС диодова, побољшана заштита и функционалност нису на штету додавања капацитивних уређаја који смањују пропусни опсег и смањују перформансе брзине преноса података. Коришћењем двостепеног заштитног дизајна који комбинује ограничавајућа ограничења струје ТЦС уређаја са својствима ограничавања напона ТВС диода или стезних диодова нуди више робусне и ниско-трошковно рјешење за заштиту кола без угрожавања перформанси кола.

БИ АНДИ МОРРИСХ, главни технички службеник, полуводички производи, Боурнс, ввв.боурнс.цом