Робусна заштита од пренапона у електроници високе густине

Our Miss Brooks: Connie's New Job Offer / Heat Wave / English Test / Weekend at Crystal Lake (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Обично је потребан приступ вишефазној / вишеструкој заштити

Електроника мањих и веће густине је текући тренд. Међутим, ови све интегрисани и сложени пројекти сада су много осетљивији и осјетљивији на оштећења и застоје од прелазних пријетњи, као што су муње и други високонапонски напони. Са варијантом природе дизајна телекомуникација, индустријских и медицинских уређаја, решење за заштиту од пренапона једног реда је ретко могуће. Потребан је вишефазни / мулти-технолошки приступ како би се искористиле предности и слабости сваке технологије.

Упоређивање пренапонске заштите

Пренапонске уређаје преусмеравају брзу енергију пренапона као што је муња, док већина прекострујних уређаја повећава отпорност како би ограничила струју преноса која пролази кроз дуже трајања удара струје. Постоје два типа заштитника за ограничавање напона: преклопни уређаји као што су ГДТ-ови који праве линију и уређаје за стезање, као што су МОВ и ТВСс (види табелу). ГДТс су постали популарни захваљујући својим изузетно ниским капацитетима и слабим карактеристикама пропуштања, заједно са својим високим могућностима управљања струјом струје.

ТехнологијаТип пренапонаПросЦонс
Гасна цев (ГДТ)

Цров-Бар

Висок ниво пренапонске струје

Веома ниско цурење

Веома низак

Споро време одзива (μс)

Величина паковања

Лоша способност заштите на нисконапонским нивоима

Варистор металних оксида

Стезаљка

Висок ниво пренапонске струје

Брзо време одзива (нс)

Веће цурење током времена

Висока капацитивност

Величина и паковање висококвалитетних уређаја

Прелазни прекидач напона (ТВС)

Стезаљка

Висок ниво оптерећења

Брзо време одзива (нс)

Средње оптерећење струје

Могућност заштите на ниским нивоима

Већа капацитета

Садашње руковање са већом величином

Типично се поставља у коло ради ограничавања напона и преусмеравања струје пренапона у земљу (уобичајени режим) или на извор (диференцијални режим), ГДТ има врло високу импеданцију (> 1 ГΩ), тако да је практично невидљив у кругу током нормалног операција. Када поремећај напона премаши вриједност ГДТ-а, она ће се пребацити у виртуелни кратки спој, познат као лучни мод, преусмеравајући струју и заштиту опреме. ГДТ обично имају прилично споро време одзива због времена потребног за јонизацију гаса унутар ГДТ-а. Конвенционални ГДТ уређаји пружају робусну заштиту од пренапона, али то чине по цену драгоцјеног ПЦБ простора.

Ефикасна заштита помоћу тростепеног решења

Дизајнери могу да користе напредни трофазни решење заштите за дизајн високе густине. Овим се користе ТВС диоди за секундарну заштиту, ХСП уређаје за координацију и ГДТ за примарну заштиту и оптималан је за апликације које се налазе у изложеним пролазним окружењима. Нуди координиран одговор да обезбеди висок ниво заштите за различите телекомуникационе или индустријске интерфејсе који далеко превазилазе могућност управљања једносатном компонентном решењу.

Само ТВС диода је ефикасна за нисконапонске транзијенте. Она ће кампирати трансиентне сигнале до максималне импулзне струје, али не може се надмашити изнад тога. Како је прекидни напон на који се ТВС диод повећава, такође се брине за прекорачење ограничења струје. Коришћење отпорности серије за заштиту ТВС-а може довести до прекомерног пада напона и, у случају комуникације, може знатно смањити растојање петље.

Слика 1: За максималну заштиту од кратког споја потребан је тростепени дизајн.

ХСП-ови су конструисани помоћу МОСФЕТ полупроводничке технологије. Када се постави у серију између ГДТ и ТВС, ХСП прати струју која пролази кроз линију. Ако струја премашује унапред подешени ниво, уређај се активира и пружа препреку високим напонима и струјама. Спровођене струје од 150 до 500 ма су доступне и максимални импулсни напон је 650 до 850 В. ХСП уређаји из Боурнс-а називају се ТБУ-ДТ серија. Они су уређај који може да се поништи, који ради у приближно 1 μс. Отпор нормалне серије је 5 до 10 Ω. Када се ради, уређај ограничава струјну струју на мање од 1 мА, обично.

Када се изложи брзом пролазном догађају, бржа ТВС диода ће почети прво да се спаја и проводи струју кроз ХСП. Када се прекорачи тренутни праг ХСП-а, ради на заштити ТВС диоде и низводних компоненти. Такође дозвољава ГДТ-у да покрене и преузме већину струје коју генерише догађај пренапона. Резултат је изузетно брза заштита која уклања недостатке индивидуалних технологија заштите.

Инжењери дизајна могу да искористе ово решење како би повећали ниво пренапона и пролазне нивое заштите - ХСП ограничава дозвољену енергију, ТВС диода задржава сигнал унутар максималних граница, а примарни ГДТ штити ХСП уређај од излагања прекомерном прелазном напону.

Слика 2: Боурнс ФЛАТ ниско-профилни ГТД уређаји.

Робусна заштита за просторне ограничене дизајне

Како опрема смањује ограничења простора на повећању ПЦБ-а. ГДТ нормално долази у цилиндричним пакетима пречника 8 мм. Недавно је постао доступан нови дизајн примарне заштите ГДТ са равним диском. Боурнс ФЛАТ ГДТс испоручују уштеду запремине 75% у поређењу са стандардним 8 мм уређајем и долазе у верзијама за хоризонталну или вертикалну монтажу (слика 2). 2-електродни уређаји долазе у пет верзија са варијацијом од 90 до 420 В ДЦ и процењују се за 10.000 оружја за 8/20 μс за више од десет операција.

БИ БИ: ЈОХАН СЦЛИЕМАНН-ЈЕНСЕН, инжењер за развој производа, Боурнс, ввв.боурнс.цом