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[分享] 电子设备电源通信接口浪涌保护器件

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2021-3-2
发表于 2021-1-9 10:29:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
任何一个电源或通信接口都是一个电气瞬变的潜在入口,并且在该设备使用期内也很容易受到破坏。因此,需要注意电源(电池组、直流输入、交流输入)、微处理器、话筒/扩音器线路、通信接口(有线和无线)、传感器、LCD显示器、小键盘和按键。

对于高端的设备,由于其更为复杂且面对更多的电气威胁,因而需要额外的保护器件,交流电压和高压直流电源等电路需要能够应对比便携式设备高出很多能量的浪涌保护方案。

气体放电管通常用于保护电信线路,不收浪涌电压的影响。该器件可以承受高达40000安培的浪涌电流,因而是降低闪电造成瞬变的理想选择。

也没找到可以让高瞬变电压产生的电流避开敏感设备。分类为两大主要类型:

多层压敏电阻可以为0-120V直流供电的敏感设备提供中低能量瞬变(0.05-2.5焦耳)的保护。这些多层压敏电阻最常用于ESD保护。

金属氧化物压敏电阻可提供0.1-10000焦耳的额定能量,让敏感元件避开瞬变电流。对于低压直流电源端口或信号端口,压敏电阻综合了高浪涌或小尺寸圆盘的优势,为需要节省空间设计提供了理想选择。例如,一个10mm的压敏电阻可承受最大2,000A的浪涌电流,这是相同尺寸的标准MOV所承受最大浪涌电流的四倍。该器件可以保护电路不受电气威胁的损害,如感应雷击干扰、系统开关瞬变脉冲和电源的异常快速瞬变。

聚合物ESD抑制器具有低结电容(~ 0.05pF)和快速箝位能力,所以是高速数字I/O和RF线路的理想选择。低结电容有助于保证不会发生误码或失真。

瞬变电压抑制(TVS)二极管保护各种电路和元件,不受直流电源线常见的各种威胁的影响。该二极管的p-n结横截面比常规二极管大很多,从而可以在不会产生损害的情况下将较大的电流导通到地,使瞬变电压被抑制到低于采用其他技术的水平。瞬变功率额定值在400瓦-15,000瓦之间,最高15,000A@ 8x20us的波形。

半导体二极管保护阵列(SPA)设计用于保护模拟和数字信号线路不受ESD和其他瞬变过电压的影响。此外,还可以在较小的空间中使用多通道阵列提供ESD保护,并且钳位电压低于其他技术,从而提供尽可能最好的保护。

半导体放电管设计应用抑制电信和数据通信设备的瞬变过电压,并且能够在达到击穿电压的几毫微秒内将高达5,000A的电流导地。

过流保护器件

保险丝是最常用的过流保护器件,分为快断型和慢断(延时)型。第二种类型可在电流出现短暂但反复发生的过电流“脉冲”时,将重复更换次数降到最低。在便携式应用中,经常采用小型表面安装的保险丝,以节省空间并阻断过电压和电路电流。

PTC热敏电阻的是代替保险丝的可重复器件。当电流增大时,增高PTC电阻并且自动限制电流。通常情况选,采用聚合物(PPTC)材料,可在阻抗与温度之间形成明显的拐点。一旦过载消失,PPTC会冷却将电路恢复到正常运行情况。因而,无需更换保险丝。
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