對於大型的控製電路
，比如LED燈塔的電源控製線路，其保護以及維修都是一個比較複雜的工程。使用TBU方案，是否可以使過壓過流電路保護解決方案設計更輕鬆呢？

本文從傳統的保護元器件入手，對比傳統過流過壓保護元器件和TBU方案的工作方式，深度解析TBU與傳統過壓過流電路保護元件的區別及其應用限製，為廣大工程師探索過壓過流電路保護方案輕鬆設計之道。

保護元器件的分類

保護元器件主要分成兩大塊，如圖所示，一塊是過流保護，一塊是過壓保護。

 

圖1：保護元器件
 

相(xiang)對(dui)過(guo)壓(ya)的(de)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)，過(guo)流(liu)的(de)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)主(zhu)要(yao)分(fen)成(cheng)圖(tu)示(shi)上(shang)部(bu)分(fen)的(de)幾(ji)塊(kuai)
，右(you)邊(bian)的(de)元(yuan)件(jian)反(fan)應(ying)速(su)度(du)快(kuai)，但(dan)通(tong)流(liu)量(liang)較(jiao)小(xiao)
，而(er)左(zuo)邊(bian)的(de)元(yuan)件(jian)相(xiang)反(fan)
，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)做(zuo)一(yi)些(xie)搭(da)配(pei)。主(zhu)要(yao)是(shi)整(zheng)合(he)器(qi)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)，如(ru)TBU。TBU把過流和過壓的元器件組合在一起，可同時進行過流和過壓保護。

傳統過流和過壓保護元器件的組合和工作方式

下圖是最常見的組合圖，可以看出怎樣把過流和過壓保護元器件放在一般的線路上。

圖2：保護元器件組合圖
 

過流的產品一定是串聯在電路上，包含一般電阻或電壓。而過壓的產品主要並聯在電路上


，包含一級壓、二級壓
、三級壓。類似TBS管等
，二級和三級基本可以互換，關鍵是怎樣做搭配
，保護係統的協調工作非常重要。

按傳統的方式，當一個雷擊進來之後，首先上升的一定是電壓
，一定是內部靠近IC部分的保護器件最先反應
，若沒有反應，內部線路肯定會被擊穿
；或TBS管一定要運作，作為開關直接關閉。

舉例來說，由於過電壓產品最怕電流質，而過電流產品最怕電壓，當TBS打開之後，所有的電流都會往一邊流。若出現一個很大的雷擊，這個TBS管一定會被擊穿。所以必須要在外麵擺上一個氣體管

，來保護這個TBS管。當電流經過這個管後

，其電壓會持續上升
，靠近外麵的氣體放電管，必須要在動作之後才能保護TBS管。一般來講，PDC的速度非常慢

，所以單個雷擊進來之後PDC沒有辦法動作。

TBU是近十年一個比較新的產品
，是高速的保護器，也可以說是一個電子的限流器。現在來看看TBU的工作方式與傳統過壓過流保護元器件有何不同。

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TBU的工作方式

圖3：內部結構
 

TUB的內部結構

與傳統的雙向保險絲結構相比，TUB最重要的差異是電壓部分。傳統保險絲的工作方式是把電流導到地的方式
，而TBU方式主要是用隔離的方式。雷擊進來之後電流經過內部的IC去走
，當電流超過觸發點之後
，TBU就會打開，TBU打開之後所有的能量都是隔絕在外
，這時候電壓還是會持續上升。在外部放一個氣體管保護TBU。由於過電流產品最怕是電壓。而TBU是過電流產品，假設選擇的是一個850v的TBU，必須確定線路偷走的電壓值不能夠超過850v，所以必須在外部再擺一個氣體放電管去保護TBU
，這點與傳統的方式有所區別。事實上兩種應用方式的區別是後者做了開關，把能量全部阻絕在外麵。

把TBU放入電路之後，電流會上升，這時候TBU就要打開

，阻絕到電流跟電壓，電路就被保護。當電壓上升之後
，因為其反應速度非常快
，代表電流也上升，TBU動作之後會阻絕電壓與電流的部分。TBU是電流啟動電壓回複的元件。當TBU沒有動作的時候
，如同電阻
；電流超過之後，開關直接打開，承接高阻；當電壓回複之後，TBU回複原本工作狀態。

TBU的特殊之處

對於傳統方式和使用TBU方式的差別，舉一個最常見的例子進行說明。比如一個功率電阻加上一個TPS管，這個很便宜很常見，它的優點就是便宜，它缺點就是用交流電時無法回複。若考慮一個高等級的程序，可以用交流電

，因為是850的TBU
，如果是A型455V，所以說電流達到以後TBU就一直不斷地開關
，能夠把所有的能量阻截在外麵。如果8KV甚至上10KV以上的雷擊，第一個要考慮的是這個TBE是不是能夠賣10KB，如果能夠到達10KB的時候，那就沒有錯，隻要確定可以把電壓限製在850V的電壓以下就可以了。

TBU的主要應用

TBU的主要應用包含通訊、醫療、工業、消費電子等方麵
，具體應用可參考下圖，其設計都非常簡單。

圖4：TBU通信類設計
 

如圖所示
，通訊應用保護的設計都非常非常簡單，TBU加一個OPC，再加上一個GTP或是其他的
，就成了一個保護方案。

圖5：TBU工業類設計
 

工業應用包含單線或雙線的保護
，同樣非常簡單，TBU加一個氣體管，再加一個非常小的TBS。在這裏加上TBU管有什麼好處呢
？因為TBS反應速度非常快，可以很快反應
，TBU很快就會打通，在打通之後


，打開之後所有的線路的過流和高壓都會阻絕在外麵。

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TVS/電阻解決方案與TBU解決方案應用對比

圖6：方案應用對比
 

TBU與保護的協調

TBU的電壓一般是850V以下，為什麼不往上做到1500V甚至3000V
、4000V？原因是過了安規之後
，量越大所需麵積越大，造成成本越高。推出高電壓之後的成本會比原先成本高很多，而850V以下的TBU，比較符合現實程序的問題。如果要用850V的TBU必須做一些搭配，就是說必須在前麵擺一個保護元件

，以確保TBU兩個端點的電壓能夠在850V以內。需加上的元件
，主要分兩大塊
，若用高速的信號傳送
，需用GDE；傳輸訊號頻率較低，就可用MOV。當雷擊進來的時候，第一個TBU會首先反應，反應之後，其電壓持續上升，GDE其次反應，一旦反應開始就把所有能量導到地上。

綜上所述
，TBU具備五大優點：其將主要能量阻絕在外；由高壓做成，反應速度很快；阻絕高壓
；在電路上串聯
，沒有電容磁的問題；不工作時如同電阻，方便設計。同時
，從TBU的應用案例可以看出
，TBU方案確實可以起到使過壓過流電路保護方案設計更輕鬆地作用，不過


，從成本方麵考慮，TBU的電壓在850V以下時使用TBU方案比較適宜。