介紹幾種重要的無源防護器件,主要針對這些器件在電源端口的防護設計中的應用。
一、器件介紹
1、氣體放電管GDT
GDT的原理就是利用高壓時氣體電離產生弧光放電來進行高壓泄放,可以理解為一個高壓控製的開關管。具體放電過程:正常時處於高阻狀態,有高壓時開始進入輝光狀態,電流增大,進入弧光放電狀態,類似導通。GDT導通時電壓很低約為20~50V,因此可以保護後級電路,主要用於雷擊浪湧的高壓保護。
主要參數:
這裏總結GDT的幾個應用特點:
1.1 通流量大,能達到上百KA。
1.2 響應時間慢。因為管內的氣體電離需要時間,一般在幾百nS。
1.3 絕緣電阻高,一般達到1GΩ。因此漏電流小。
1.4 寄生電容小,隻有幾PF,因此對高速信號影響小。
1.5 存在直流續流電壓。就是導通後依靠低壓依然有電流通過。
1.6 多次放電後性能下降,需要更換,因為電離的原因。
2、壓敏電阻MOV
金屬氧化物壓敏電阻顧名思義就是電阻響應一定電壓值,工作原理是通過在高壓狀態下進行。
MOV應用的幾個特點:
2.1 通流量較大,一般在數十KA。
2.2 殘壓較高,因此需要配合其他次級保護器件。
2.3 DC漏電流小。
2.4 寄生電容較大,在nF左右,因此高速信號限製使用,交流時漏電流較大。
2.5 反應時間較快,在數十nS級別。
2.6 使用壽命較短,損壞模式短路較多。
3、熱敏電阻PTC
熱敏電阻主要是串在電路中進行大電流保護(這裏是指過流保護用的PTC),基本原理就是過流發熱導致電阻急劇增大阻斷通路。高分子PTC熱敏電阻是由聚合物基體和使其導電的碳黑粒子組成。由於這種材料具有一定的導電能力,因而其上會有電流通過。當有過電流通過熱敏電阻時,產生的熱量將使其膨脹,從而碳黑粒子將分離、其電阻將上升,而且上升速度很快。主要參數及選型:
應用特點:
3.1 響應速度一般。
3.2 通流量一般,主要用於短路保護。
3.3 焊接時注意高溫導致損壞。
4、穩壓管ZENER
穩壓管的工作原理就是利用PN結反向擊穿時電壓基本不變的特性。
主要說一說穩壓麻豆国产一区和普通麻豆国产一区有何不同:穩壓麻豆国产一区在反向擊穿後能夠穩壓在於其對擊穿電流進行了限製,而且穩壓麻豆国产一区的斜率更陡峭。基本參數也比較簡單,主要考慮工作電壓和電流,有些應用場合需要注意漏電流。
5、半導體放電管TSS
TSS是一種相對特殊的保護器件,當外加電壓低於其不動作電壓VDRM時,管子的漏電流極小,相當於斷路;當外電壓繼續加大時,開始發生擊穿(類是於二級管);當外電壓進一步加大後,管子的兩端變成導通狀態,相當於短路,可以泄放很大的電流;當外電壓撤去以後,管子即可恢複斷態。
應用特點:
5.1 響應快,在ns級
5.2 寄生電容小
5.3 存在維持電流
5.4 漏電流很小
5.5 雙向對稱特性
5.6 通流量在幾百A,不大。
最重要的應用注意事項是應用在有源應用中必須加限流電阻,保證係統工作電流和短路電流小於維持電流IH,否則TSS就會一直導通。
6、瞬態抑製麻豆国产一区TVS


TVS可以說是EMC防護器件中最好用的器件之一,主要是響應速度快,對ESD等作用顯著。
基本參數:
應用特點:
6.1 響應快 ns級
6.2 漏電流較大
6.3 通流量較小
7、玻璃氣體放電管SPG
玻璃放電管,將半導體Si集成在氣體放電管裏,使該產品集氣體放電管的大浪湧電流和半導體的高速響應於一體,克服了原氣體放電管響應速度慢(μs級)和半導體管耐浪湧電流弱的缺點、具有響應速度快(ns級)、耐衝擊、性能穩定、重複性好和壽命長等優點,但是玻璃易碎,總體而言玻璃氣體放電管處於陶瓷氣體放電管和TVS之間。具體使用方式和GDT類似。
8、自恢複保險絲PPTC
自恢複保險絲在保護電路中應用很多,PPTC經過特殊處理的聚合樹脂(Polymer)及分布在裏麵的導電粒子(Carbon Black)組成。在正常操作下聚合樹脂緊密地將導電粒子束縛在結晶狀的結構外,構成鏈狀導電電通路,此時的自複保險絲為低阻狀態(a),線路上流經自複保險絲的電流所產生的熱能小,不會改變晶體結構。當線路發生短路或過載時,流經自複保險絲的大電流產生的熱量使聚合樹脂融化, 體積迅速增長,形成高阻狀態(b),工作電流迅速減小,從而對電路進行限製和保護。
9、高壓電容電容
在保護應用中主要是用來處理EMC問題,利用電容的耦合特性進行高頻幹擾的泄放。
10、感性器件感性器件在電路保護中也有很多應用,如變壓器,磁珠,磁環,差共模電感等。
10.1 磁珠磁珠的主要材料是鐵氧體,就是鐵鎂合金或者鐵鎳合金。典型特點就是高頻損耗非常大。鐵氧體抑製元件廣泛應用於印製電路板、電源線和數據線上,如在印製板的電源線入口端加上鐵氧體抑製元件,就可以濾除高頻幹擾。鐵氧體磁環或磁珠專用於抑製信號線、電源線上的高頻幹擾和尖峰幹擾,它也具有吸收靜電放電脈衝幹擾的能力。
應用要點:靠近保護點。100M阻抗值。DCR直流阻抗,影響電源線。額定電流,在電源濾波時注意使用。
10.2 共模電感
共模電感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,常用於開關電源和高速差分信號中過濾共模幹擾噪聲。根據應用場合可以分為電源端口EMI濾波用和信號端口EMI濾波用,信號口共模電感的共模阻抗很高,但是差模阻抗比較低,可以應用在高速信號端口。
二、應用設計
上麵介紹了一些常用的防護器件,那麽在輸入電源端口的保護中如何進行組合應用
交流220V接口的防護設計:
保險絲進行大電流保護,GDT和MOV進行浪湧保護,GDT隔離MOV避免MOV的漏電流問題。GDT導通後壓降在20-50V左右,通過MOV通流,GDT漏電流小,寄生電容小。X/Y電容進行差模共模幹擾濾除,共模電感也是進行共模幹擾濾除。
直流輸入端口的防護設計:
基本思路如上,差別主要在於參數的選擇。
實際上電源輸入端口的防護設計看起來類型比較簡單,無非就是幾種防護器件的組合應用,日韩国产成人實際設計中是沒有標準結構的,也不可能一味的堆疊器件,因此首先還是要考慮應用場合,譬如電源端口安全隱患是否大(容易誤插等),室內還是室外,電磁環境是否複雜(設備附近有大電機),以及後級電路是否敏感脆弱等。可能一個TVS就可以解決了EMC的防護問題,也可能因為係統布線等問題導致電源的傳導騷擾繞過了端口等。
烜芯微專業製造麻豆国产一区,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,4000家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什麽需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹
烜芯微專業製造麻豆国产一区,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,4000家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什麽需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹