TSPD與PPTC在雷電防護電路中的應用
發布時間:2013-03-22 責任編輯:hedyxing
【導讀】雷電防護器件有很多種,其特性各有不同。本文以TSPD和PPTC為例,對這兩種保護器件的應用特性和注意事項以及防護原理都給出了很詳細的講解,看這兩種器件到底有什麼厲害之處。

TSPD與PPTC在雷電防護電路中的應用
TSPD (Thyristor Surge Protector Devices) :
過電壓電路保護器件有兩種類別,箝製和“轉折”,或“急劇短路”器件。如金屬氧化物變阻器(MOV)和二極管的箝製型器件在運行中能夠讓電壓上升到設計好的箝製水平以流過至負載。如TSPD和氣體放電管之類的“轉折”器件對應於超過擊穿電壓的浪湧電壓情況作為一個分流器器件來工作。
“轉折”型器件提供了優於箝製器件的一項優點。對於某個給定的故障電流,在TSPD內耗散的功率遠小於如MOV或雪崩二極管的箝製器件內所耗散的功率,這是由於“轉折”器件兩端的電壓更小。
這樣就可使用小尺寸的過電壓器件,並使電容值降低,而這正是高速通訊設備極為需要的特性之一。
這種基於芯片的器件能夠對擊穿電壓進行精確的設置,並且不會在多次故障事件後降低等級。TSPD還可以按照SMB的表麵安裝封裝進行供貨,有助於節約部件密集的印刷電路板上的空間。
在電壓超過器件“轉折”所suo需xu的de擊ji穿chuan電dian壓ya時shi,將jiang導dao致zhi一yi個ge低di阻zu抗kang路lu徑jing的de形xing成cheng,從cong而er有you效xiao地di對dui過guo電dian壓ya狀zhuang況kuang進jin行xing短duan路lu。器qi件jian將jiang在zai流liu經jing它ta的de電dian流liu降jiang低di到dao其qi保bao持chi額e定ding值zhi以yi下xia前qian保bao持chi在zai這zhe種zhong低di阻zu抗kang狀zhuang態tai下xia。在zai過guo電dian壓ya事shi件jian發fa生sheng後hou,器qi件jian將jiang恢hui複fu成cheng高gao阻zu值zhi狀zhuang態tai,實shi現xian正zheng常chang的de係xi統tong運yun行xing。
TSPD 應用注意事項:
1. 擊穿電壓:決定器件在哪一點應當從高阻抗轉入到低阻抗,以保護負載。需要進行保護的最低電壓是多少,最大擊穿電壓必須小於此值。
2. 關斷狀態電壓:器件的最大額定運行電壓必須大於係統的持續運行電壓,這個值定義為峰值振鈴(交流)電壓加上直流電壓的總和。
3. 峰值脈衝電流:qijiandefengzhimaichongdianliubixudayuzhenduixitongguidingdezuidalangyongdianliu。ruguobushizheyang,jiuyoukenengxuyaozengjiaewaidedianzuzhilaijianshaomaichongdianliu,rangqichuyuqijiandemaichongedingzhifanweiyinei。dianxingfengzhimaichongdianyazhizaixiangguandianxinbiaozhundeleijilangyongbufenguiding,liruTelcordia GR-1089 和FCC Part 68。
4. 保持電流:保持電流決定了過電壓保護器件將在保時“複位”或從低阻抗切換至高阻抗,從而讓係統恢複正常。該器件的保持電流必須大於係統的電源電流,否則它將保持在低狀態下。
PPTC
PPTC電路保護器件采用半晶體狀(zhuang)聚(ju)合(he)物(wu)與(yu)導(dao)電(dian)性(xing)顆(ke)粒(li)複(fu)合(he)製(zhi)造(zao)。在(zai)正(zheng)常(chang)溫(wen)度(du)下(xia),這(zhe)些(xie)導(dao)電(dian)性(xing)顆(ke)粒(li)在(zai)聚(ju)合(he)物(wu)內(nei)構(gou)成(cheng)了(le)低(di)電(dian)阻(zu)的(de)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou),但(dan)是(shi),如(ru)果(guo)溫(wen)度(du)上(shang)升(sheng)到(dao)器(qi)件(jian)的(de)切(qie)換(huan)溫(wen)度(du)(TSw)時shi,無wu論lun這zhe種zhong狀zhuang況kuang是shi由you於yu部bu件jian流liu過guo很hen大da的de電dian流liu造zao成cheng的de,還hai是shi由you於yu環huan境jing溫wen度du的de上shang升sheng造zao成cheng的de,聚ju合he物wu內nei的de晶jing體ti物wu質zhi將jiang會hui融rong化hua並bing成cheng為wei無wu定ding形xing物wu質zhi。在zai晶jing體ti相xiang融rong化hua階jie段duan所suo出chu現xian的de體ti積ji增zeng長chang導dao致zhi導dao電dian性xing顆ke粒li在zai液ye力li作zuo用yong下xia分fen隔ge,並bing導dao致zhi器qi件jian的de電dian阻zu值zhi出chu現xian巨ju大da的de非fei線xian性xing增zeng長chang。
典型情況下,電阻值將增加3到4個(ge)數(shu)量(liang)級(ji)。此(ci)電(dian)阻(zu)值(zhi)在(zai)增(zeng)加(jia)後(hou)能(neng)夠(gou)將(jiang)故(gu)障(zhang)條(tiao)件(jian)下(xia)流(liu)經(jing)的(de)電(dian)流(liu)數(shu)量(liang)降(jiang)低(di)到(dao)一(yi)個(ge)較(jiao)低(di)的(de)穩(wen)態(tai)水(shui)平(ping),從(cong)而(er)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)內(nei)的(de)設(she)備(bei)。在(zai)故(gu)障(zhang)排(pai)除(chu)以(yi)前(qian)以(yi)及(ji)電(dian)路(lu)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai)以(yi)前(qian),PPTC器件將保護在其閂鎖(高阻值)狀態下,而故障排除以及電路電源斷開時,導電性複合材料冷卻下來並重新結晶,將PPTC恢複成電路內的低阻值狀態,受影響的設備也恢複到正常的運行狀況。
PPTC器(qi)件(jian)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)作(zuo)為(wei)串(chuan)聯(lian)部(bu)件(jian)使(shi)用(yong)。此(ci)器(qi)件(jian)所(suo)具(ju)有(you)的(de)較(jiao)小(xiao)外(wai)形(xing)有(you)助(zhu)於(yu)節(jie)省(sheng)寶(bao)貴(gui)的(de)板(ban)卡(ka)空(kong)間(jian)。而(er)且(qie)與(yu)傳(chuan)統(tong)上(shang)要(yao)求(qiu)用(yong)戶(hu)能(neng)夠(gou)接(jie)觸(chu)到(dao)的(de)熔(rong)斷(duan)器(qi)相(xiang)反(fan),PPTC器件的可複位功能允許其布置在無法接觸到的位置。由於PPTC器件屬於固態器件,所以也能耐受機械衝擊和振動,從而有助於在廣泛的應用範圍內提供可靠的保護能力。
一旦PPTC器(qi)件(jian)動(dong)作(zuo),由(you)於(yu)它(ta)需(xu)要(yao)有(you)一(yi)個(ge)很(hen)低(di)的(de)焦(jiao)耳(er)加(jia)熱(re)泄(xie)漏(lou)電(dian)流(liu)或(huo)外(wai)部(bu)熱(re)源(yuan)來(lai)保(bao)護(hu)其(qi)已(yi)動(dong)作(zuo)狀(zhuang)況(kuang),所(suo)以(yi)有(you)一(yi)個(ge)很(hen)小(xiao)數(shu)值(zhi)的(de)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)。一(yi)旦(dan)故(gu)障(zhang)狀(zhuang)況(kuang)被(bei)排(pai)除(chu),這(zhe)個(ge)熱(re)源(yuan)即(ji)被(bei)消(xiao)除(chu)。這(zhe)時(shi)器(qi)件(jian)就(jiu)可(ke)以(yi)恢(hui)複(fu)到(dao)低(di)阻(zu)值(zhi)狀(zhuang)態(tai),而(er)電(dian)路(lu)也(ye)就(jiu)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)。
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