Μια προστατευτική δίοδος καταστολής μπορεί να ονομαστεί δίοδος zener σύσφιξης, δίοδος TVS, transil, περιοριστής τάσης κ.λπ. Οι καταστολείς χρησιμοποιούνται ευρέως σε τροφοδοτικά μεταγωγής, όπου εκτελούν τη λειτουργία προστασίας από υπέρταση σε περίπτωση ελαττωμάτων στην τροφοδοσία μεταγωγής. Σε αυτό το άρθρο, θα εξοικειωθούμε λεπτομερώς με τη λειτουργία αυτής της διόδου, θα μελετήσουμε την αρχή λειτουργίας της και θα καταλάβουμε επίσης ποια σχήματα και ποιους σκοπούς εξυπηρετεί.
Αυτός ο προστατευτικός ημιαγωγός έχει ένα ενδιαφέρον μη γραμμικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης. Εάν το πλάτος του παλμού υπερβαίνει τα δεδομένα αναφοράς, τότε θα μεταβεί στη λειτουργία ανάλυσης χιονοστιβάδας. Δηλαδή, ο καταστολέας θα περιορίσει την ηλεκτρική ώθηση στην τιμή του διαβατηρίου και η περίσσεια θα ρέει στο έδαφος μέσω αυτού.
Η δίοδος TVS μπορεί να είναι μονής ή ισορροπημένης. Τα πρώτα χρησιμοποιούνται για να λειτουργούν μόνο σε δίκτυα συνεχές ρεύμα, γιατί σε κατάσταση λειτουργίας επιτρέπουν ρεύμα μόνο σε μία κατεύθυνση. Οι συμμετρικοί καταστολείς περνούν ρεύμα και προς τις δύο κατευθύνσεις και επομένως είναι σε θέση να λειτουργούν σε δίκτυα εναλλασσόμενο ρεύμα. Ένας ασύμμετρος προστατευτικός περιοριστής περιλαμβάνεται στο κύκλωμα προς την αντίθετη κατεύθυνση κατά την εγκατάσταση συμβατικών διόδων, δηλαδή, η άνοδος συνδέεται με τον αρνητικό δίαυλο και η κάθοδος στο θετικό.
Σε περίπτωση αύξησης του επιπέδου εισόδου, ο προστατευτικός ημιαγωγός μειώνει δραστικά την εσωτερική του αντίσταση σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Το ρεύμα στο κύκλωμα αυξάνεται απότομα και η ασφάλεια φυσάει. Δεδομένου ότι ο καταστολέας λειτουργεί σχεδόν αμέσως, το κύριο κύκλωμα δεν έχει χρόνο να καεί. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των διόδων TVS θεωρείται ότι είναι ο πολύ χαμηλός χρόνος απόκρισης για να υπερβεί το επίπεδο τάσης.
Κύριος ηλεκτρικές παραμέτρουςκαταστολείςU δείγματα (ΣΤΟ)- τάση διάσπασης. Αναφέρεται σε ξεχωριστά βιβλία αναφοράς ως VBR. Σε αυτή την τάση, η δίοδος ανοίγει απότομα και οδηγεί το δυναμικό σε κοινό σύρμα.
Αρρ. (μA)Αυτή είναι η τιμή του μέγιστου ρεύματος αντίστροφης διαρροής. Είναι αρκετά μικρό και δεν έχει σχεδόν καμία επίδραση στη λειτουργία της συσκευής.(I R)
U arr. (ΣΤΟ)- μόνιμη Αντίστροφη τάση. (V RWM).
U όριο διαβολάκι. (ΣΤΟ)– η μέγιστη παλμική τάση του περιορισμού. (V CL ή V C - Μέγ.) περιόρισα. Μέγιστη. (ΑΛΛΑ)είναι το μέγιστο μέγιστο ρεύμα παλμού. (IPP). Λέει για τη μέγιστη τιμή του παλμού ρεύματος που μπορεί να αντέξει η προστατευτική δίοδος χωρίς καταστροφή. Για ισχυρούς καταστολείς, αυτή η τιμή μπορεί να φτάσει έως και αρκετές εκατοντάδες αμπέρ.
P imp. (Βάτ)είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς παλμού.
Ένα τεράστιο μείον των καταστολέων μπορεί να θεωρηθεί μια ισχυρή εξάρτηση της μέγιστης ισχύος παλμού από τη διάρκεια του παλμού. Οι δίοδοι TVS διατίθενται σε διάφορα επίπεδα ισχύος. Ωστόσο, εάν αυτές οι ονομασίες δεν είναι αρκετές, τότε η ισχύς μπορεί να αυξηθεί συνδέοντας πολλούς ημιαγωγούς σε σειρά. Έτσι, όταν συνδέονται δύο, η συνολική ισχύς τους διπλασιάζεται.
Οι περιοριστικές δίοδοι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως δίοδοι zener. Αλλά για να συμπεριληφθούν οι δίοδοι TVS στο κύκλωμα με αυτόν τον τρόπο, απαιτείται έλεγχος των δεδομένων αναφοράς σχετικά με τις τιμές της μέγιστης απαγωγής ισχύος, καθώς και τη δυναμική αντίσταση υπό συνθήκες μέγιστων και ελάχιστων δυνατών ρευμάτων.
Οι καταστολείς χαρακτηρίζονται από υψηλό ποσοστό απόδοσης. Ο χρόνος απόκρισής τους είναι τόσο μικρός που οι «κακοί» παλμοί ρεύματος δεν προλαβαίνουν να προκαλέσουν ζημιά στον εξοπλισμό.
Η προστασία των ηλεκτρονικών από υπέρταση και ισχυρές παρεμβολές είναι ένα σημαντικό πρόβλημα όχι μόνο για τον ειδικό εξοπλισμό, αλλά και για τη βιομηχανία, ενσύρματα δίκτυακαι συσκευές τεχνολογίας υπολογιστών, επικοινωνιών και ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται πολύ απλά με τη βοήθεια καταστολέων - διόδων TVS (περιοριστές τάσης), βαρίστορ, θυρίστορ και απαγωγείς TVS και με τη βοήθεια περιοριστών τάσης σε συνηθισμένες διόδους. Εδώ θα μιλήσω για τη χρήση διόδων TVS και μερικά κενά σπινθήρα.
Δίοδοι TVS(κατασταλτικά)- δίοδοι ημιαγωγών, που επιτρέπουν περιορισμούς υπερτάσεων, το πλάτος των οποίων υπερβαίνει την τάση διάσπασης χιονοστιβάδας της διόδου. Αυτές οι υπερτάσεις προκαλούνται από εξωτερικές επιδράσεις όπως: ηλεκτροστατικές εκκενώσεις (ESD), κεραυνοί, σύνδεση επαγωγικού φορτίου κ.λπ.
ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ – ένα φαινόμενο κατά το οποίο ένα ελεύθερο ηλεκτρικό φορτίο προκύπτει και συσσωρεύεται στην επιφάνεια και στον όγκο των διηλεκτρικών, αγωγών και ημιαγωγών. Κατά κανόνα, τα μη φορτισμένα άτομα έχουν τον ίδιο αριθμό θετικών και αρνητικών ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα θεωρούνται ότι έχουν μικρό ή υπερβολικό αριθμό ηλεκτρονίων. Η αλληλεπίδραση σημειακών ηλεκτρικών φορτίων περιγράφεται από το νόμο του Coulomb.
Κατά τη ροή σε μεταλλικές κατασκευές (συμπεριλαμβανομένων των γειωμένων), υπάρχει βραχυπρόθεσμη αύξηση της τάσης σε μεταλλικές κατασκευές, αγωγούς, στοιχεία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Αυτή η αύξηση μπορεί να είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την τάση τροφοδοσίας των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
διαδικασία μετάβασης –
σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, ένα φαινόμενο που εμφανίζεται κατά τη μετάβαση από τον έναν τρόπο λειτουργίας ενός ηλεκτρικού κυκλώματος σε έναν άλλο, που διαφέρει από τον προηγούμενο ως προς το πλάτος, τη φάση, το σχήμα ή τη συχνότητα της τάσης που ενεργεί στο κύκλωμα, τις τιμές παραμέτρων ή διαμόρφωση κυκλώματος.
Η ιστορία της ανακάλυψης του στατικού φορτίου και η προέλευσή του
Ο νόμος της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρικών φορτίων ανακαλύφθηκε από τον Charles Augustin de Coulomb το 1785. Ωστόσο, 11 χρόνια πριν από την ανακάλυψη και τη διατύπωση του νόμου του, ο Henry Cavendish καθιέρωσε το μοτίβο της αλληλεπίδρασης των τελών, αλλά τα αποτελέσματα της μελέτης του δεν δημοσιεύθηκαν και παρέμειναν άγνωστα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο ηλεκτρισμός των διηλεκτρικών με τριβή μπορεί να συμβεί όταν δύο ανόμοιες ουσίες έρχονται σε επαφή λόγω της διαφοράς στις ατομικές και μοριακές δυνάμεις (λόγω της διαφοράς στη συνάρτηση εργασίας ενός ηλεκτρονίου από υλικά). Σε αυτή την περίπτωση, η ανακατανομή των ηλεκτρονίων (σε υγρά και αέρια επίσης ιόντα) συμβαίνει με το σχηματισμό ηλεκτρικών στρωμάτων με αντίθετα σημάδια ηλεκτρικών φορτίων στις επιφάνειες επαφής. Στην πραγματικότητα, άτομα και μόρια μιας ουσίας αποκόπτουν τα ηλεκτρόνια από μια άλλη ουσία. Η προκύπτουσα διαφορά δυναμικού των επιφανειών επαφής εξαρτάται από διάφορους παράγοντες - τις διηλεκτρικές ιδιότητες των υλικών, την τιμή της αμοιβαίας πίεσης κατά την επαφή, την υγρασία και τη θερμοκρασία των επιφανειών αυτών των σωμάτων, τις κλιματικές συνθήκες. Με τον επακόλουθο διαχωρισμό αυτών των σωμάτων, καθένα από αυτά διατηρεί το ηλεκτρικό του φορτίο και με την αύξηση της απόστασης μεταξύ τους λόγω της εργασίας που γίνεται στον διαχωρισμό των φορτίων, η διαφορά δυναμικού αυξάνεται και μπορεί να φτάσει δεκάδες και εκατοντάδες kilovolt.
Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις μπορούν να εξουδετερωθούν αμοιβαία λόγω κάποιας ηλεκτρικής αγωγιμότητας του υγρού αέρα. Σε υγρασία αέρα μεγαλύτερη από 85%, πρακτικά δεν εμφανίζεται στατικός ηλεκτρισμός.
Στατικός ηλεκτρισμός γύρω μας
Το περιβάλλον γύρω μας είναι πολύ μολυσμένο όχι μόνο με σκόνη, χημικά στοιχεία από βιομηχανικές εκπομπές, αλλά και από παρεμβολές που προκαλούνται από ηλεκτρικά φορτία. Ο ηλεκτρικός θόρυβος που μας περιβάλλει προκαλείται από ατμοσφαιρικά φαινόμενα και βιομηχανικές συσκευές.
Στατικός ηλεκτρισμός στη φύση
Ηλεκτροστατικά φαινόμενα βρίσκονται παντού γύρω μας. Για πρώτη φορά, ο ηλεκτρισμός ενός υγρού κατά τη σύνθλιψη παρατηρήθηκε κοντά στους καταρράκτες της Ελβετίας το 1786, αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε μπαλοηλεκτρικό φαινόμενο. Ο φορτισμένος αέρας στους καταρράκτες μεταδίδεται με μικροσκοπικά σταγονίδια νερού και μοριακά σύμπλοκα, τα οποία, όταν συνθλίβονται, αποσπώνται από την επιφάνεια του νερού και μεταφέρονται στο περιβάλλον. Η επίδραση της ηλεκτροδότησης παρατηρείται όχι μόνο κοντά σε καταρράκτες, αλλά και σε σπηλιές.
Ο αέρας από τις ακτές των θαλασσών αποκτά θετικό φορτίο λόγω του ψεκασμού αλμυρού νερού. Ηλεκτρικές εκκενώσεις παρατηρούνται και κατά την κατάβαση
χιονοστιβάδες χιονιού.
Ως αποτέλεσμα της κίνησης των ατμοσφαιρικών μαζών, μπορούμε συχνά να παρατηρήσουμε ένα τέτοιο φαινόμενο όπως ο κεραυνός. Ο κεραυνός είναι η ίδια ηλεκτρική εκκένωση που έχει προκύψει στην ατμόσφαιρα. Αυτό το φαινόμενο έχει μελετηθεί επαρκώς και σε αυτό το άρθρο δεν θα εξετάσουμε αυτό το φαινόμενο με περισσότερες λεπτομέρειες.
Ο στατικός ηλεκτρισμός στη μηχανική
Στην τεχνολογία, λόγω του στατικού ηλεκτρισμού, συμβαίνουν υπερτάσεις που προκαλούν παλμούς ρεύματος, οι οποίοι συχνά οδηγούν σε αστοχία των ηλεκτρονικών. Θα εξετάσουμε μεθόδους για την προστασία των ηλεκτρονικών από υπερτάσεις και υπερτάσεις ρεύματος και υπερτάσεις αργότερα.
Ο στατικός ηλεκτρισμός μπορεί να είναι καλός βοηθός σε έναν άνθρωπο, αν μελετήσεις τις ιδιότητές του και τις εφαρμόσεις σωστά. Η τεχνική χρησιμοποιεί τα ακόλουθα
μέθοδος: τα μικρότερα στερεά ή υγρά σωματίδια ενός υλικού εισέρχονται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, όπου τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα «εγκαθίστανται» στην επιφάνειά τους, δηλ. τα σωματίδια αποκτούν φορτίο και μετά κινούνται υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Ανάλογα με το σκοπό του εξοπλισμού, είναι δυνατή η χρήση ηλεκτρικών πεδίων για τον έλεγχο της κίνησης των σωματιδίων με διαφορετικούς τρόπους, σύμφωνα με τις απαιτούμενες τεχνολογική διαδικασία. Τέτοιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται ενεργά στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αλιεία, την κλωστοϋφαντουργία και τη βιομηχανία αρτοποιίας. Καθώς και με βάση φορτισμένα σωματίδια κατασκευάστηκε μια σειρά από συστήματα για τον καθαρισμό του αέρα.
Εμφάνιση υπέρτασης
Κατά τη λειτουργία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού στα κυκλώματά του, διαφορετικά είδηηλεκτρικές υπερφορτώσεις, οι πιο επικίνδυνες από τις οποίες είναι οι πτώσεις τάσης.
Πτώση τάσης – τυχαίες κυματισμοί τάσης με πλάτος μεγαλύτερο από την τάση λειτουργίας στο κύκλωμα. Τέτοιες υπερφορτίσεις συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της εμφάνισης ηλεκτρομαγνητικών παλμών φυσικής προέλευσης (εκκενώσεις κεραυνού), παλμών τεχνητής προέλευσης (ακτινοβολία από ραδιοπομπούς, γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης, δίκτυα ηλεκτρικών μεταφορών κ.λπ.), καθώς και λόγω εσωτερικών μεταβατικές διεργασίες στον εξοπλισμό που συμβαίνουν όταν το χωρητικό κύκλωμα είναι απενεργοποιημένο, επαγωγικό φορτίο ή ηλεκτροστατική εκφόρτιση. Η μετάβαση μπορεί να διαρκέσει από μερικά νανοδευτερόλεπτα σε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Αυτά τα μεταβατικά μειώνουν ή καταστρέφουν τη διάρκεια ζωής του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, δυσκολεύοντας τη ζωή των ηλεκτρονικών σχεδιαστών που πρέπει να σχεδιάσουν κυκλώματα προστασίας. ηλεκτρονικές συσκευές.
Ενώ οι υπερτάσεις μπορεί να συμβούν για διάφορους λόγους, οι πιο συνηθισμένοι και επικίνδυνοι είναι οι κεραυνοί και η στατική εκκένωση.
Οι υπερτάσεις που προκαλούνται από μια εκκένωση κεραυνού χαρακτηρίζονται από μακροχρόνιους παλμούς υψηλής ενέργειας με διάρκεια δεκάδων έως χιλιάδων μικροδευτερόλεπτων. Τα σχήματα παλμών ορίζονται από τα IEC61000-4-5 και 61643-321 σχήμα 1.
Η ηλεκτροστατική εκφόρτιση είναι το άλλο πιο συνηθισμένο κύμα τάσης. Το ηλεκτροστατικό φορτίο προκύπτει λόγω του τριβοηλεκτρικού φαινομένου.
τριβοηλεκτρικό φαινόμενο –
ένα φαινόμενο κατά το οποίο προκύπτει ηλεκτρικό φορτίο λόγω της μηχανικής επαφής δύο διηλεκτρικών. Τα πιο κοινά τριβοηλεκτρικά υλικά είναι το νάιλον, το χαρτί, το καουτσούκ, το βινύλιο, ο εβονίτης.
Το ανθρώπινο σώμα είναι ένας εξαιρετικός συσσωρευτής στατικής τάσης, καθώς είναι ενεργός, μπορεί να συσσωρευτεί στατικό φορτίο στο ανθρώπινο σώμα και, κατά την επαφή με ένα αγώγιμο αντικείμενο, εμφανίζεται μια εκφόρτιση.
Οι στατικές εκκενώσεις μπορούν να φτάσουν σε τάσεις έως και 15.000 βολτ. Η κυματομορφή εκφόρτισης κορυφώνεται στο 1 νανοδευτερόλεπτο με συνολική διάρκεια έως και 60 νανοδευτερόλεπτα Σχήμα 2.
Εικ.2. Πρότυπο παλμών στατικής εκφόρτισης IEC61000-4-2
Για την προστασία των κυκλωμάτων των ηλεκτρονικών συσκευών από τις επιπτώσεις των ηλεκτρικών υπερφορτών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι, οι κυριότερες είναι:
δομικός, δομικός - λειτουργικός, κυκλώματος.
Οι μέθοδοι δομικής προστασίας περιλαμβάνουν: ορθολογική διάταξη και εγκατάσταση εξαρτημάτων, θωράκιση, γείωση κ.λπ.
Οι μέθοδοι δομικής και λειτουργικής προστασίας περιλαμβάνουν: μια ορθολογική επιλογή της αρχής λειτουργίας του εξοπλισμού και την επιλογή των χρησιμοποιούμενων προτύπων μετάδοσης σήματος.
Μέθοδοι προστασίας κυκλώματοςπεριλαμβάνουν: παθητική και ενεργητική προστασία. Πλέον αποτελεσματικό εργαλείοΗ προστασία του εξοπλισμού από την έκθεση είναι ενεργή προστασία.
Τα κύρια στοιχεία ενεργητικής προστασίας είναι οι δίοδοι TVS (παροδικοί καταστολείς τάσης) (ή οι λεγόμενοι καταστολείς, προστατευτικές δίοδοι, περιοριστές
τάση), βαρίστορ, TVS-θυρίστορ και απαγωγείς.
Μέθοδοι για την προστασία των ηλεκτρονικών από υπερτάσεις
Μέθοδοι για τη μείωση του παλμικού θορύβου σε κυκλώματα ισχύος που χρησιμοποιούν φίλτρα LC και RC, καθώς και οθόνες μεταξύ των περιελίξεων των μετασχηματιστών δικτύου συχνά δεν είναι
σώσει την κατάσταση. Να αποφύγω αρνητικές επιπτώσειςοι υπερτάσεις επιτρέπουν συσκευές προστασίας που εισάγονται στο κύκλωμα και δέχονται κραδασμούς που μπορούν να απενεργοποιήσουν τις ηλεκτρονικές συσκευές.
Τα προστατευτικά στοιχεία πρέπει να εκτελούν δύο κύριες λειτουργίες:
Απόρριψη υπερτάσεων ισχύος από προστατευμένα κυκλώματα,
Διορθώστε την πτώση τάσης κάτω από το όριο βλάβης του προστατευμένου στοιχείου για ένα δεδομένο πλάτος παλμού.
Με την περαιτέρω αποκατάσταση της κανονικής λειτουργίας του κυκλώματος (χωρίς τα φαινόμενα πτώσεων), το προστατευτικό στοιχείο δεν πρέπει να βλάπτει τη λειτουργία του προστατευμένου κυκλώματος.
Έτσι, το πυροσβεστικό στοιχείο για τις διεπαφές υψηλής ταχύτητας πρέπει να έχει επαρκώς γρήγορο χρόνο απόκρισης, χαμηλή τάση προστασίας και λειτουργίας και στην περίπτωση φορητών ή φορητών συσκευών, πρέπει να καταλαμβάνει ελάχιστο χώρο εργασίας.
Κατά γενικό κανόνα, όσο πιο κοντά βρίσκεται ο καταστολέας υπερτάσεων στην προστατευμένη συσκευή, τόσο καλύτερα μπορεί να είναι τα περιοριστικά χαρακτηριστικά του.
Σήμερα, η στρατηγική για την αντιμετώπιση της ηλεκτροστατικής εκφόρτισης και των συνεπειών της είναι η χρήση κυκλωμάτων για την προστασία των ηλεκτρονικών συσκευών από
εκρήξεις παλμών κατά τη διάρκεια παροδικών. Υλοποιείται με την εγκατάσταση στοιχείων προστασίας στο κύριο κύκλωμα - συσκευές καταστολής παλμών, για παράδειγμα, βαρίστορ, στοιχεία ημιαγωγών γενικής χρήσης ή ειδικούς καταστολείς τάσης ημιαγωγών. Κατά τη διάρκεια του μεταβατικού, ρεύμα ρέει μέσω του καταστολέα, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί σε μείωση της τιμής της μεταβατικής τάσης στο κύριο κύκλωμα.
Οι συσκευές καταστολής παλμών μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες:
περιοριστές σήματος,
Ηλεκτρονικά κλειδιά.
Καθένας από τους τύπους συσκευών είναι βελτιστοποιημένος για ορισμένες μεταβατικές συνθήκες.
Συσκευές ηλεκτρονικών κλειδιών
Στο πρώτο στάδιο της συσκευής καταστολής παλμών, τα ηλεκτρονικά κλειδιά (TVS-θυρίστορ) βρίσκονται σε κλειστή κατάσταση. Αυτή η κατάσταση διαρκεί μέχρι
θα εφαρμοστεί τάση μεταγωγής για να κλείσει ο διακόπτης. Σε σύγκριση με τους περιοριστές, τα ηλεκτρονικά κλειδιά είναι σε θέση να χειρίζονται μεγάλες τιμές
ρεύματα. Το μειονέκτημα των ηλεκτρονικών κλειδιών είναι ότι για να επαναφέρετε τη συσκευή σε μη αγώγιμη κατάσταση, είναι απαραίτητο να χαμηλώσετε την τιμή του μπροστινού ρεύματος σε ένα ορισμένο επίπεδο τερματισμού λειτουργίας, καθώς και υψηλή τιμή.
Δίοδοι TVS
Ένας περιοριστής τάσης είναι μια δίοδος ημιαγωγών που λειτουργεί στον αντίστροφο κλάδο του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης (CVC) με διάσπαση χιονοστιβάδας ή στον μπροστινό κλάδο του CVC. Η δίοδος TVS έχει σχεδιαστεί για προστασία από υπερτάσεις ολοκληρωμένων και υβριδικών κυκλωμάτων, ηλεκτρονικών εξαρτημάτων κ.λπ.
Για περιοριστές τάσης ημιαγωγών, το χαρακτηριστικό I–V είναι παρόμοιο με το χαρακτηριστικό I–V των διόδων zener. Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, οι απαγωγείς είναι ένα φορτίο υψηλής σύνθετης αντίστασης σε σχέση με το προστατευμένο κύκλωμα και χρησιμεύουν για την προστασία του κυκλώματος. Στην ιδανική περίπτωση, η συσκευή μοιάζει με ανοιχτό κύκλωμα με αμελητέο ρεύμα διαρροής. Όταν η μεταβατική τάση υπερβαίνει την τάση λειτουργίας του κυκλώματος, η σύνθετη αντίσταση του σφιγκτήρα πέφτει και το μεταβατικό ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του σφιγκτήρα. Η ισχύς που παράγεται από το μεταβατικό διαχέεται εντός της προστατευτικής διάταξης και περιορίζεται από τη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία σύνδεσης.
Ρύζι. 3. Χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης (CVC) διόδου TVS
Πότε τάση γραμμήςφτάνει στο κανονικό επίπεδο, ο περιοριστής επιστρέφει αυτόματα στην κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης.
Μία από τις κύριες παραμέτρους των διόδων TVS είναι ο χρόνος απόκρισης. Ο χρόνος αντίδρασης στον αντίστροφο κλάδο του CVC (κλάδος διάσπασης χιονοστιβάδας) είναι αρκετά picoseconds.
Η χρήση διόδων TVS καθιστά δυνατή την απλοποίηση των κυκλωμάτων των συσκευών προστασίας και την αύξηση της αξιοπιστίας τους (για παράδειγμα, σε σύγκριση με προστατευτικά θυρίστορ).
Δυστυχώς, η τυπική τεχνολογία διόδων TVS δεν τις καθιστά αρκετά αποδοτικές για τάσεις κάτω από 5 βολτ.
Γενικά, οι δίοδοι προστασίας είναι δίοδοι διασταύρωσης πυριτίου που έχουν σχεδιαστεί σκόπιμα με μεγάλη περιοχή μετάβασης έτσι ώστε να μπορούν να χειρίζονται υπερτάσεις υψηλής τάσης, καθιστώντας τις άχρηστες για εφαρμογές χαμηλής τάσης. Η χωρητική τους αντίδραση σχετίζεται άμεσα με την περιοχή της διασταύρωσης και αυξάνεται εκθετικά καθώς μειώνεται η τάση λειτουργίας.
Η επίδραση της χωρητικής φόρτισης που τοποθετεί μια προστατευτική δίοδος σε σήμα υψηλής συχνότητας ή μετάδοση σε μεγάλη γραμμή οδηγεί σε σημαντική υποβάθμιση ή ανάκλαση του σήματος. Οι καινοτόμες εξελίξεις στις διόδους TVS τα τελευταία χρόνια περιλαμβάνουν συσκευές προστασίας με χαμηλή χωρητικότητα. Οι μέθοδοι προστασίας που βασίζονται σε αυτές χωρίζονται σε τρεις ομάδες: παράκαμψη χαμηλής χωρητικότητας, προστασία που βασίζεται σε πληροφορίες σχετικά με υπερτάσεις και γέφυρα χαμηλής χωρητικότητας.
Μετατόπιση χαμηλής χωρητικότητας
Αυτή η μέθοδος έχει ένα πλεονέκτημα έναντι άλλων μεθόδων, το οποίο συνίσταται στο γεγονός ότι τα χωρητικά στοιχεία συνδέονται σε σειρά (η δίοδος αντιστάθμισης και η προστατευτική δίοδος λειτουργούν ως χωρητικά στοιχεία) (Εικ. 4). Η τιμή της πραγματικής χωρητικότητας δύο στοιχείων που συνδέονται σε σειρά είναι πάντα μικρότερη από την χωρητικότητα του μικρότερου από αυτά. Σε αυτήν την περίπτωση, η δίοδος TVS επωφελείται από τη σύνδεση ενός ανορθωτή αντιστάθμισης χαμηλής χωρητικότητας σε σειρά. Δύο ζεύγη διόδου προστασίας συν ανορθωτή συνδεδεμένα αντιπαράλληλα για να διασφαλιστεί ότι υπό μεταβατικές συνθήκες η δίοδος αντιστάθμισης δεν μεταβαίνει σε αντίστροφη πόλωση. Οι συσκευές που είναι διαθέσιμες σήμερα περιλαμβάνουν ένα ή περισσότερα ζεύγη στοιχείων TVS + ανορθωτή, ανάλογα με την εφαρμογή.
Εικ.4. Σύνδεση back-to-back
Διαμόρφωση Rail-to-Rail
Οι ρυθμιστικές δίοδοι χαμηλής χωρητικότητας χρησιμοποιούνται για την προστασία συσκευών δεδομένων υψηλής ταχύτητας με βάση πληροφορίες για υπερτάσεις ισχύος (Εικ. 5).
Εικ.5. Σύνδεση back-to-back διόδους ανόρθωσης
Ανάμεσα σε δύο συσκευές που τοποθετούνται στη γραμμή στη σειρά, υπάρχουν δύο έξοδοι με σταθερή τάση - "γείωση" και τάση αναφοράς.
Εκείνη τη στιγμή, όταν ο παλμός τάσης στη γραμμή υπερβαίνει το άθροισμα της μπροστινής τάσης της διόδου και της τάσης αναφοράς, οι δίοδοι θα τον κατευθύνουν στο δίαυλο τροφοδοσίας ή στη "γείωση". Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι το χαμηλό χωρητικό φορτίο, ο γρήγορος χρόνος απόκρισης και η αμφίδρομη κατεύθυνση (σε σχέση με την τάση αναφοράς).
Ωστόσο, κατά τη χρήση αυτή τη μέθοδο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψην:
Πρώτον, τα διακριτά στοιχεία συνήθως δεν σχεδιάζονται για υψηλές υπερτάσεις ρεύματος που σχετίζονται με ηλεκτροστατική εκφόρτιση (οι ανορθωτές έχουν μικρή περιοχή διασταύρωσης και μπορεί να αποτύχουν εάν ξεπεραστεί η ονομαστική ισχύς),
Δεύτερον, η ανακατεύθυνση του παλμού στη ράγα τροφοδοσίας μπορεί να βλάψει τα εξαρτήματα του τροφοδοτικού.
Το πρόβλημα ανακατεύθυνσης υπέρτασης μπορεί να λυθεί προσθέτοντας μια δίοδο TVS στη ράγα ισχύος για να κατευθύνει την υπέρταση στη γείωση και να σφίξει την τάση κάτω από το μέγιστο επιτρεπόμενο τροφοδοτικό.
γέφυρα χαμηλής χωρητικότητας
Η τρίτη μέθοδος προστασίας χαμηλής χωρητικότητας, η διαμόρφωση της γέφυρας, είναι η εξής: οι ανορθωτές γεφυρών λειτουργούν για να μειώσουν το ενεργό χωρητικό φορτίο, καθώς και να κατευθύνουν το εισερχόμενο μεταβατικό ρεύμα μέσω της διόδου TVS (Εικόνα 6).
Εικ.6. Πίσω με πλάτη μεταγωγή διόδων ανορθωτή
Η χρήση αυτής της μεθόδου καθιστά δυνατή την προστασία των γραμμών μετάδοσης δεδομένων τόσο από κοινές όσο και από διαφορικές παρεμβολές. Ωστόσο, η χρήση αυτής της μεθόδου που εκτελείται σε διακριτά εξαρτήματα δεν συνιστάται για τους παραπάνω λόγους.
Η προτιμώμενη λύση σε αυτή την περίπτωση θα ήταν η χρήση μιας ενσωματωμένης συσκευής που περιλαμβάνει ριπές διόρθωσης σε ένα πακέτο. γέφυρα διόδουκαι δίοδος TVS.
Επιλογή και εφαρμογή διόδων TVS
Για τη διασφάλιση των απαιτούμενων τεχνικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών του εξοπλισμού, η επιλογή και η σωστή χρήση των διόδων προστασίας ημιαγωγών (καταστολέων) διαδραματίζει σημαντικό ρόλο. Η αξιοπιστία του εξοπλισμού και των ίδιων των διόδων εξαρτάται από αυτό. Με αυτόν τον τρόπο, διόδους TVS ημιαγωγώνγια οποιαδήποτε συσκευή πρέπει να ικανοποιεί τις ακόλουθες απαιτήσεις:
- Προδιαγραφέςκαι οι παράμετροι των διόδων πρέπει να είναι τέτοιες ώστε, ελλείψει παροδικών διεργασιών, να μην επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά
λειτουργικά μπλοκ και συσκευές στις οποίες χρησιμοποιούνται·
- το επίπεδο τάσης κατά τη διάρκεια της δράσης του μεταβατικού παλμού στα σημεία σύνδεσης των προστατευτικών διόδων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο επίπεδο τάσης που ενεργεί πριν από την υπερφόρτωση.
- η αξιοπιστία των διόδων TVS πρέπει να είναι υψηλότερη από την αξιοπιστία των προστατευμένων συσκευών.
- η ταχύτητα των καταστολέων θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν υψηλότερη, ώστε να είναι δυνατή η παροχή υψηλής ποιότητας προστασίας σε υψηλούς ρυθμούς μεταβολής της τάσης των μεταβατικών.
- οι διαστάσεις και η μάζα των προστατευτικών διόδων πρέπει να είναι μικρότερες από τις διαστάσεις και τη μάζα του προστατευμένου εξοπλισμού.
- οι παράμετροι και τα χαρακτηριστικά των διόδων TVS πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις αντοχής του εξοπλισμού σε εξωτερικούς παράγοντες και να έχουν διάρκεια ζωής που αντιστοιχεί σε αυτήν την κατηγορία εξοπλισμού.
Σχέδια Προστασίας Υλικού
Κατά την επιλογή προστατευτικών διόδων, πρώτα απ 'όλα, προσδιορίζονται οι παράμετροι του μεταβατικού παλμού, δηλαδή το πλάτος της τάσης, η διάρκεια του παλμού και το σχήμα του. Οι παράμετροι του προστατευμένου κυκλώματος επιλέγονται από τις ακόλουθες συνθήκες: ενεργή αντίσταση ή/και επαγωγή του κυκλώματος και χαρακτηριστικά της τάσης που δρα στο κύκλωμα απουσία μεταβατικού παλμού, καθώς και το επιτρεπόμενο πλάτος τάσης στο κύκλωμα τη στιγμή της κρούσης του παροδικού παλμού.
Η προστατευτική δίοδος επιλέγεται με βάση την υπολογισμένη τιμή της μέγιστης ισχύος P PPM, λαμβάνοντας υπόψη τη διάρκεια του μεταβατικού παλμού t p και το σχήμα του (Εικ. 1) και τη σταθερή αντίστροφη τάση V WM , η οποία πρέπει να είναι ίση με την τάση ενεργώντας στο κύκλωμα ή να το υπερβείτε ελαφρώς, λαμβάνοντας υπόψη τη μέγιστη ανοχή .
Εάν η ισχύς P PPM μιας διόδου TVS που αντιστοιχεί στην καθορισμένη απαίτηση δεν είναι αρκετή, οι προστατευτικές δίοδοι εγκαθίστανται σε σειρά, αθροίζεται η μέγιστη ισχύς των προστατευτικών διόδων που είναι εγκατεστημένες σε σειρά. Είναι δυνατή η εγκατάσταση απεριόριστου αριθμού προστατευτικών διόδων, αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η διασπορά στην τάση διάσπασης V BR κάθε διόδου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 5%. Αυτή η απαίτηση πρέπει να λαμβάνεται υπόψη προκειμένου να κατανέμεται ομοιόμορφα το φορτίο σε στοιχεία που συνδέονται σε σειρά. Εάν είναι αδύνατο να επιτευχθεί η απαιτούμενη μέγιστη ισχύς των διόδων που συνδέονται σε σειρά, επιτρέπεται η παράλληλη σύνδεσή τους. Κατά την εξέταση του κυκλώματος, είναι επίσης απαραίτητο να ταιριάξετε με ακρίβεια τις διόδους ως προς την παλμική τάση του περιορισμού V C, η οποία θα εξασφαλίσει ομοιόμορφη φόρτιση των διόδων ως προς την ισχύ, δεν πρέπει να διαφέρει περισσότερο από 20 mV. Στην πράξη, είναι συχνά απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί μια μικτή σύνδεση διόδων, η οποία είναι αρκετά αποδεκτή.
Τα προστατευμένα κυκλώματα χωρίζονται σε κυκλώματα DC, κυκλώματα AC (συμμετρικά ή ασύμμετρα), καθώς και σε κυκλώματα σήματος που μεταφέρουν πληροφορίες μέσω μονοπολικών ή διπολικών σημάτων παλμών (υψηλού ή χαμηλή συχνότητα), με βάση αυτό, είναι απαραίτητο να επιλέξετε το απαιτούμενο σύστημα προστασίας και τα στοιχεία του.
Σχέδια προστασίας ενός επιπέδου
Προστασία εναλλασσόμενου ρεύματος
Η προστασία κυκλώματος AC μπορεί να επιτευχθεί με την ενεργοποίηση δύο μη ισορροπημένων διόδων TVS, όπως φαίνεται στα σχήματα 7 και 8.
 |
 |
| Εικ. 7 Κύκλωμα προστασίας κυκλώματος με ασύμμετρες διόδους TVS | Εικ. 8 Κύκλωμα προστασίας κυκλώματος με μη ισορροπημένες διόδους TVS |
Η προστασία στην είσοδο και στην έξοδο του μετασχηματιστή θα μειώσει το επίπεδο τάσης στην έξοδό του. Εάν υπάρχουν ανορθωτές δίοδοι συνδεδεμένες σε ένα κύκλωμα γέφυρας στο κύκλωμα AC, η προστασία τους μπορεί να πραγματοποιηθεί από μία συμμετρική δίοδο TVS όταν είναι συνδεδεμένη στη διαγώνιο της γέφυρας (Εικόνα 9).
Εικ. 9 Κύκλωμα προστασίας με συμμετρική δίοδο TVS που περιλαμβάνεται στη διαγώνιο της γέφυρας
Ωστόσο, η ταχύτητα προστασίας σε αυτή την περίπτωση θα καθοριστεί από το χρόνο απενεργοποίησης των διόδων ανορθωτή.
Προστασία κυκλώματος DC
Για την προστασία των κυκλωμάτων DC από διάφορα είδη υπερφορτώσεων τάσης, χρησιμοποιούνται μη ισορροπημένες προστατευτικές δίοδοι.
Εικ.10. Τυπικό σχέδιο για την ενεργοποίηση διόδων TVS για προστασία IP
Η ασυμμετρία των διόδων TVS επιτρέπει προστασία σε διαφορετικά επίπεδα δυναμικού, κάτι που είναι χαρακτηριστικό για τα κυκλώματα DC. Η οριακή τάση αυτών των συσκευών είναι κάτω από το επίπεδο του περιοριστή και επιτρέπει την αυτόματη αποσύνδεση από το κύκλωμα DC μετά τη διέλευση ενός παλμού τάσης. Ο χρόνος ενεργοποίησής τους είναι μικρότερος από τους ταχύτερους μεταβατικούς, γεγονός που καθορίζει επίσης την προτίμηση για τη χρήση τους σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος. Ένα τυπικό σχέδιο διόδων TVS για την προστασία των τροφοδοτικών συνεχούς ρεύματος από υπερφορτίσεις ηλεκτρικής τάσης φαίνεται στο Σχήμα 10. Σε αυτήν την περίπτωση, οι προστατευτικές δίοδοι πρέπει να ενεργοποιούνται στην είσοδο κάθε καταναλωτή και στην έξοδο της πηγής ισχύος.
Για προστασία από υπέρταση βασικών στοιχείων, στα κυκλώματα των οποίων υπάρχει επαγωγικό φορτίο, οι δίοδοι TVS συνδέονται παράλληλα με το προστατευμένο στοιχείο όπως φαίνεται στο σχήμα 11α ή παράλληλα με το φορτίο στο σχήμα 11β.
Για αξιόπιστη προστασίαστοιχείο κλειδί έναντι επικίνδυνων υπερφορτώσεων τάσης, χρησιμοποιείται το κύκλωμα προστασίας που φαίνεται στο Σχ. 11γ.
Εικ.11. Σχέδια προστασίας βασικών στοιχείων
Ένας από τους πιο συνηθισμένους λόγους για την αστοχία ηλεκτρονικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των τρανζίστορ MOSFET, είναι η υπερβολική τάση αποστράγγισης προς πηγή V DS. Έτσι, κατά την εναλλαγή ενός επαγωγικού φορτίου, εμφανίζεται μια υπέρταση, με αποτέλεσμα την υπέρβαση της μέγιστης επιτρεπόμενης τάσης V DS MOSFET του τρανζίστορ, η οποία προκαλεί διάσπαση χιονοστιβάδας του ημιαγωγού και καταστροφή του τρανζίστορ. Μία από τις μεθόδους προστασίας MOSFET είναι η σύνδεση μιας προστατευτικής διόδου μεταξύ της αποχέτευσης και της πηγής.
Οι μεταβατικές καταστάσεις στην πύλη ενός MOSFET συμβαίνουν συχνά λόγω εκκενώσεων ηλεκτροστατικού ηλεκτρισμού (ESD). Η εγκατάσταση ενός καταστολέα μεταξύ της πύλης και της πηγής θα προστατεύσει το τρανζίστορ από τα μεταβατικά στοιχεία εισόδου (Εικόνα 12). Σε αυτή την περίπτωση, συνιστάται η εγκατάσταση μιας προστατευτικής διόδου με τιμή αντίστροφης τάσης μεγαλύτερη από την τάση εισόδου του MOSFET.
Εικ.12. Προστασία MOSFET
Προστασία κυκλωμάτων μετάδοσης δεδομένων και κυκλωμάτων AC υψηλής συχνότητας
Η χρήση των διόδων TVS είναι καλή απόφασηγια την προστασία τέτοιων κυκλωμάτων. Η επιλογή μιας προστατευτικής διόδου εξαρτάται από τη φύση των σημάτων που δρουν στα κυκλώματα (μονά ή διπολικά) και τη συχνότητα της επανάληψής τους.
Εικ.13. Προστασία γραμμής δεδομένων
Για την προστασία κυκλωμάτων με μονοπολικά σήματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί το κύκλωμα διόδου TVS ενός άκρου που φαίνεται στο σχήμα 13. Σε κάθε κύκλωμα μετάδοσης σήματος περιλαμβάνονται προστατευτικές δίοδοι. Εάν υπάρχουν διπολικά σήματα στο κύκλωμα, αντί για ασύμμετρες προστατευτικές διόδους, χρησιμοποιούνται συμμετρικές δίοδοι TVS.
Εικ.14. Προστασία USB
Το σχήμα 14 δείχνει το κύκλωμα προστασίας για τις θύρες USB, ως προστατευτικό στοιχείο στο κύκλωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη συναρμολόγηση προστατευτικών διόδων της σειράς PRTR5V0U2X (NXP), η οποία έχει χαμηλή χωρητικότητα και υψηλή ταχύτητα απόκρισης, κατασκευασμένη σε ένα μόνο 4- καρφίτσα πακέτο SOT4. Το συγκρότημα διόδου επιτρέπει την προστασία δύο λεωφορείων υψηλής ταχύτητας χωρίς απώλεια σήματος.
Εικ.15. Προστασία διαύλου CAN
Τα κυκλώματα προστασίας παίζουν ιδιαίτερο ρόλο στα ηλεκτρονικά του αυτοκινήτου. Το σχήμα 15 δείχνει το σχήμα προστασίας για ένα σύστημα μετάδοσης δεδομένων αυτοκινήτου που βασίζεται σε πομποδέκτη CAN υψηλής ταχύτητας της σειράς TJA1042. Ως στοιχείο του προστατευτικού κυκλώματος, χρησιμοποιείται ένα συγκρότημα διόδου της σειράς PESD1CAN, το οποίο παρέχει προστασία για δύο γραμμές. Ένα συγκρότημα κατασκευασμένο στο πακέτο SOT23 που αναπτύχθηκε από την NXP για χρήση σε ηλεκτρονικά αυτοκίνητα.
Εικ.16. Προστασία γραμμών υψηλής συχνότητας
Ένα παρόμοιο σχέδιο προστασίας μπορεί να εφαρμοστεί σε διαύλους LIN, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα συγκρότημα διόδου στη συσκευασία SOD323 της σειράς PESD1LIN. Ο ασύμμετρος σχεδιασμός της διόδου σάς επιτρέπει να προστατεύετε αποτελεσματικότερα τα ηλεκτρονικά του αυτοκινήτου. Η NXP συνιστά τη χρήση των διόδων προστασίας PESD1FLEX σε μια μικρή συσκευασία για τοποθέτηση SOT23 SMD για προστασία του διαύλου αυτοκινήτου FlexRay υψηλής ταχύτητας.
Σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας, συνιστάται η χρήση καταστολέων με μικρή χωρητικότητα και για μείωση της χωρητικότητας, όπως σημειώθηκε προηγουμένως, οι παλμικές δίοδοι με μικρή χωρητικότητα (δίοδοι με φράγμα Schottky) ενεργοποιούνται σε σειρά, όπως φαίνεται στο παράδειγμα προστασίας ενός κυκλώματος ισορροπημένων γραμμών επικοινωνίας, Εικόνα 16 α και β.
Πολυεπίπεδα συστήματα προστασίας
Τα συστήματα προστασίας πολλαπλών επιπέδων χρησιμοποιούνται όταν η ενεργειακή τιμή της προστατευτικής διόδου υπερβαίνει το επιτρεπόμενο επίπεδο που έχει οριστεί για αυτήν. Ένα τυπικό παράδειγμα χρήσης προστασίας πολλαπλών επιπέδων είναι η προστασία δύο σταδίων σε γραμμές ισορροπημένης επικοινωνίας, όπου οι δίοδοι TVS περιλαμβάνονται σε κάθε κύκλωμα της γραμμής συμμετρικά σε σχέση με έναν κοινό δίαυλο γείωσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 17 α και β, για προστασία κυκλωμάτων χαμηλής και υψηλής συχνότητας. Ο χρόνος διέλευσης του ρεύματος παλμού από τις διόδους TVS είναι ίσος με τον χρόνο καθυστέρησης της διάσπασης των απαγωγέων, ο οποίος δεν υπερβαίνει το 0,5-1 μs, επομένως
Εικ.17. Πολυεπίπεδα συστήματα προστασίας
η ενέργεια που απορροφάται από τη δίοδο δεν είναι μεγάλη και το κύριο μέρος της ενέργειας της τάσης απορροφάται από τον απαγωγέα. Εάν υπάρχει δεύτερο στάδιο προστασίας, πρέπει να συμπεριληφθεί στο κύκλωμα μια πρόσθετη περιοριστική αντίσταση.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψην!
Κατά το σχεδιασμό προστασίας για διόδους TVS, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η υψηλή χωρητικότητά τους, η οποία καθορίζεται από τη σχεδίαση και την αρχή λειτουργίας τους.
Αυτή η χωρητικότητα μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τα κυκλώματα σήματος κλείνοντας το σήμα, παραμορφώνοντάς το.
Ρύζι. 18. Εξάρτηση του C από το V (BR) για μια σειρά από διακριτές διόδους TVS της σειράς 1.5KE6.8 - 1.5KE440CA (1N6267 - 1N6303A)
Για να μειωθεί η επίδραση της χωρητικότητας, χρησιμοποιούνται οι μέθοδοι που περιγράφονται παραπάνω.
Σύγκριση στοιχείων προστασίας από υπερτάσεις
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα κύρια στοιχεία ενεργητικής προστασίας είναι οι δίοδοι TVS (παροδικοί καταστολείς τάσης), τα βαρίστορ, τα θυρίστορ TVS, οι απαγωγείς κ.λπ.
Ας συγκρίνουμε τα λειτουργικά χαρακτηριστικά τους για χρήση σε κυκλώματα προστασίας από υπερτάσεις.
| Στοιχείο ασφαλείας | Πλεονέκτημα | Ελαττώματα | Θήκες χρήσης |
| Απολύων | Χαμηλή χωρητικότητα. Υψηλή αντίσταση μόνωσης. |
Υψηλής τάσης την εμφάνιση εκκένωσης. Μικρή διάρκεια ζωής. Χαμηλή αξιοπιστία. σημαντικό χρόνο πυροδοτώντας. Ελιγμούς προστατευμένο κύκλωμα μετά το πέρασμα μιας παρόρμησης. Υψηλή τιμή. |
Πρωτογενής προστασία τηλεπικοινωνιών και κυκλώματα ισχύος. Πρώτα συνδυασμένο στάδιο ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ. |
| Varistor | υψηλή αξία αποδεκτό ρεύμα. Χαμηλή τιμή. Μεγάλη γκάμα ρευμάτων και τάσεων λειτουργίας. |
περιορισμένο χρονικό διάστημα Υπηρεσίες. υψηλός οριακή τάση. Μεγάλο δικό του χωρητικότητα. Πρόβλημα SMD εγκατάσταση. |
δευτερεύουσα προστασία. Προστασία κυκλωμάτων ισχύος και αυτοκινητοβιομηχανία ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ. ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ηλεκτρονικός εξαρτήματα τυπωμένου κυκλώματος αμοιβές. Πρώτο και δεύτερο στάδιο σε συνδυασμό ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ. |
| Θυρίστορ TVS | Δεν υπόκειται σε υποβάθμιση. Υψηλή απόδοση. Υψηλό ρεύμα ελέγχου. |
περιορισμένη εμβέλεια τάση εργασίας. Ελιγμούς προστατευμένο κύκλωμα. Χρειάζομαι κατηφορικός συνεχές ρεύμα για επιστροφή της συσκευής στο μη αγώγιμη κατάσταση. Υψηλή τιμή. |
Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια προστασία σε τηλεπικοινωνιών αλυσίδες |
| Δίοδος TVS | Όρια χαμηλής τάσης. Υψηλή αντοχή και αξιοπιστία. Ευρύ εύρος τάσης λειτουργίας. Υψηλή απόδοση. Χαμηλή αυτοδυναμία. Βολικές θήκες για SMD εγκατάσταση. Χαμηλό κόστος. |
χαμηλής αξίας ονομαστικός παλμικό ρεύμα. |
Βέλτιστο για προστασία ημιαγωγός εξαρτήματα επάνω ηλεκτρονική πλακέτα. δευτερεύουσα προστασία. Άμυνα από ηλεκτροστατική εκφόρτιση και παροδική διαδικασίες. τερματικό μπείτε μέσα σε συνδυασμό προστατευτικές συσκευές. |
Κατασκευαστές προστατευτικών διόδων
Στην αγορά των κατασκευαστών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων προστασίας ημιαγωγών, υπάρχουν: Vishay, NXP, STMicroelectronics, Diotec, Fairchildκαι τα λοιπά.
Η πιο διάσημη εταιρεία είναι η Vishay. Η εταιρεία μέσω της εξαγοράς ενός αριθμού κατασκευαστών ή των μονάδων παραγωγής τους στοιχεία ημιαγωγώνόπως Siliconix, Telefunken, Infineon, General Semiconductor, Dale, Draloric, Sprague, Vitramon, Sfernice, BCcomponents, η Beyschlag μεγάλωσε και ανέπτυξε τις σειρές προϊόντων της.
Η STMicroelectronics είναι μία από τις μεγαλύτερες εταιρείες παραγωγής εξαρτημάτων ημιαγωγών, που δημιουργήθηκε ως αποτέλεσμα της συγχώνευσης δύο εταιρειών μικροηλεκτρονικής: της ιταλικής Società και της Generale Semiconduttori (SGS) Microelettronica και της γαλλικής Thomson Semiconducteurs.
Η Infineon, μια γερμανική εταιρεία που δημιουργήθηκε με τη διάσπαση ενός τμήματος της Siemens Corporation σε μια ανεξάρτητη εταιρεία, έχει καταλάβει τη θέση της στο
αγορά ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ισχύος.
Η Fairchild είναι μια αμερικανική εταιρεία, μέχρι πρόσφατα ανήκε στην National Semiconductor, η οποία έγινε αυτόνομη εταιρεία το 1997 και έχει την έδρα της στο Μέιν.
Η ON-Semiconductors είναι ένας άλλος Αμερικανός κατασκευαστής ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Η εταιρεία έχει την έδρα της στο Phoenix της Αριζόνα.
αποχώρησε από τη Motorola τον Αύγουστο του 1999.
Η NXP Semiconductors είναι μία από τις κορυφαίες εταιρείες ημιαγωγών, που ιδρύθηκε από την Philips Semiconductors και ξεκίνησε ως ανεξάρτητη εταιρεία το 2006, με περισσότερα από 50 εργοστάσια σε όλο τον κόσμο. Στα προϊόντα που κατασκευάζει η NXP, μπορείτε να βρείτε σχεδόν όλα τα εξαρτήματα ημιαγωγών από διόδους, τρανζίστορ γενικής χρήσης και τρανζίστορ MOSFET, μία από τις μεγαλύτερες σειρές μικροελεγκτών (πάνω από 300), μικροκυκλώματα για ανεπαφικά συστήματα ασφαλείας (HITAG, MIFARE, I-CODE , UCODE, NFC) και τελειώνει με τσιπ πολυμέσων για κωδικοποιητές και αποκωδικοποιητές ήχου και βίντεο και τον επεξεργαστή Nexperia Hi-END. Υπάρχουν περίπου 300 είδη προστατευτικών διόδων στους καταλόγους NXP. Οι δίοδοι TVS διατίθενται σε ποικιλία σχεδίων και συσκευασιών, από απλά SOT23 έως SOIC 20 ακίδων. Ο Πίνακας 1 παραθέτει ορισμένες οικογένειες διόδων προστασίας και τα σύντομα χαρακτηριστικά τους. Σε συνδυασμό με προηγμένες τεχνολογίες και μια ευρωπαϊκή προσέγγιση για την οργάνωση της παραγωγής, τα προϊόντα NXP μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες βιομηχανίες ηλεκτρονικών όπου υπάρχουν αυξημένες απαιτήσεις για αξιοπιστία εξοπλισμού.
Επίσης, στη ρωσική αγορά ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, είναι κοινά ηλεκτρονικά εξαρτήματα διαφόρων κατασκευαστών της Ανατολής με αμφίβολη ποιότητα προϊόντων, όπως δίοδοι, DC Components, Pan Jit και άλλα.
| Ονομα | Πακέτο | I RM Μέγιστη (mA) |
Αριθμός γραμμές ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ |
Ρουφιάνος (Δ) |
Vtype (ΣΤΟ) |
Vobr (ΣΤΟ) |
| BZA100 | SO20 | 2 | 18 | - | 6,8 | 5,25 |
| BZA408B | SC-74 | 0,1 | 4 | - | 5,5 | 5 |
| BZA820A | SC-88A | 0,1 | 4 | - | 20 | 15 |
| BZA956A | SO5 | 1 | 4 | - | 5,6 | 3 |
| BZA956A VL | SO5 | 0,2 | 4 | - | 5,6 | 3 |
| MMBZ12V ΑΛ | TO-236AB | 0,005 | 1 | 40 | 12 | 8,5 |
| PESD12VL1BA | SOD323 | 0,05 | 1 | 200 | 15,9 | 12 |
| PESD1CAN | SOT23 | 0,05 | 2 | 200 | 27,8 | 24 |
| PESD1FLEX | SOT23 | 50 | - | 200 | 27,8 | 24 |
| PESD1LIN | SOD323 | 0,05 | 1 | 160 | 27,8 | 24 |
| PESD24VL1BA | SOD323 | 0,05 | 1 | 200 | 27,8 | 24 |
| PESD2CAN | SOT23 | 10 | 2 | 230 | 28 | 24 |
| PESD3V3L1BA | SOD323 | 2 | 1 | 500 | 6,4 | 3,3 |
| PESD5V0L1BA | SOD323 | 1 | 1 | 500 | 7,6 | 5 |
| PESD5Z12 | SOD523 | 10 | - | 200 | - | 12 |
| PRTR5V0U1T | SOT23 | 0,1 | 1 | - | - | 3 |
| PTVS10VS1UR | SOD123 | 0,6 | - | 400 | 18 | 3,3 |
Πίνακας 1, Προστατευτικές δίοδοι NXP
Ένας άλλος κορυφαίος κατασκευαστής ημιαγωγών είναι η Diotec. Η Diotec Semiconductor AG (Diotec) ιδρύθηκε το 1973 στο Heitersheim της Γερμανίας. Σήμερα η εταιρεία είναι κορυφαίος κατασκευαστής τυποποιημένων και ηλεκτρικών διόδων ημιαγωγών και ανορθωτών. Χάρη στη χρήση της δικής της μοναδικής τεχνολογίας Plasma EPOS, η οποία δεν έχει ανάλογα στον κόσμο, παρέχοντας προϊόντα υψηλής ποιότητας.
Σε συνδυασμό με τις προηγμένες τεχνολογίες και τη γερμανική προσέγγιση στην οργάνωση της παραγωγής, τα προϊόντα Diotec μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες βιομηχανίες ηλεκτρονικών όπου τίθενται αυξημένες απαιτήσεις αξιοπιστίας.
Μία από τις ισχυρότερες και πολυάριθμες σειρές προϊόντων της Diotec είναι οι δίοδοι TVS (μεταβατικοί καταστολείς τάσης) σε αυτή τη σειρά υπάρχουν περισσότερα από 1500 είδη, ο πίνακας 2 δείχνει ορισμένες γραμμές προστατευτικών διόδων και τα σύντομα χαρακτηριστικά τους.
Πίνακας 2. Diotec TVS Diodes
| P/N | Πλαίσιο | ||||||
| Μέγιστη ισχύς παλμού | Τάση σταθεροποίησης | Αντίστροφο ρεύμα μέγ | Τάση διάσπασης | ||||
| P PPM Τρ |
VWM ΣΤΟ |
Αναγνωριστικό @ VWM mA | VBRmin V | VBRmax V | @ IT ma | ||
| 1,5KE10 | D5,4x7,5 | 1500 | 8,1 | 10 | 9 | 11 | 1 |
| 1,5KE100 | D5,4x7,5 | 1500 | 81 | 5 | 90 | 110 | 1 |
| 1,5SMCJ10 | SMC | 1500 | 10 | 5 | 11,1 | 13,5 | 1 |
| 1,5 SMCJ100 | SMC | 1500 | 100 | 5 | 111 | 135 | 1 |
| 5KP10 | D8x7,5 | 5000 | 10 | 10 | 11,1 | 14,1 | 1 |
| 5KP100 | D8x7,5 | 5000 | 100 | 10 | 111 | 141 | 1 |
| BYZ35A22 | Διαστάσεις 13x10,7 | - | - | - | 19,8 | 24,2 | 100 |
| BZW04-10 | DO-15 | 400 | 10,2 | 5 | 11,4 | 12,6 | 1 |
| BZW04-102 | DO-15 | 400 | 102 | 5 | 114 | 126 | 1 |
| BZW04-10B | DO-15 | 400 | 10,2 | 5 | 11,4 | 12,6 | 1 |
| BZW06-10 | DO-15 | 600 | 10,2 | 5 | 11,4 | 12,6 | 1 |
| BZW06-102 | DO-15 | 600 | 102 | 5 | 114 | 126 | 1 |
| BZW06-10B | DO-15 | 600 | 10,2 | 5 | 11,4 | 12,6 | 1 |
| P4KE10 | DO-15 | 400 | 8,1 | 10 | 9 | 11 | 1 |
| P4KE100 | DO-15 | 400 | 81 | 5 | 90 | 110 | 1 |
| P4SMAJ10 | SMA | 400 | 10 | 5 | 11,1 | 13,5 | 1 |
| P4SMAJ100 | SMA | 400 | 100 | 5 | 111 | 135 | 1 |
| P6KE10 | DO-15 | 600 | 8,1 | 10 | 9 | 11 | 1 |
| P6KE100 | DO-15 | 600 | 81 | 5 | 90 | 110 | 1 |
| P6SMBJ10 | SMB | 600 | 10 | 5 | 11,1 | 13,5 | 1 |
| P6SMBJ100 | SMB | 600 | 100 | 5 | 111 | 135 | 1 |
| SDA2AK | DO-213 | 300 | 0,5 | 1000 | 0,8 | 1 | 1 |
| SDA4AK | DO-213 | 300 | 1 | 1000 | 1,6 | 2 | 1 |
| TGL34-10 | DO-213 | 150 | 8,1 | 10 | 9 | 11 | 1 |
| TGL34-100 | DO-213 | 150 | 81 | 5 | 90 | 110 | 1 |
Η σήμανση των διόδων Diotec TVS βασίζεται σε διάφορα συστήματα ονομασίας:
Ονομασία με βάση την τάση διάσπασης: V BR: P4KE…, P6KE…, 1,5KE…, BYZ35…, BYZ50…, TGL34…, TGL41…, SDA2AK, SDA4AK, η ονομασία αυτών των στοιχείων βασίζεται στην ονομαστική τάση διάσπασης. Η ονομαστική τάση επιτρέπεται ±5% ή ±10%, επιπλέον, η Diotec ρυθμίζει τη μέγιστη τάση σταθεροποίησης για κάθε τύπο.
Ονομασία με βάση την τάση σταθεροποίησης: V WM: BZW04…, BZW06…, 5KP…, P4AMAJ…, P6SMBJ…, 1,5SMCJ…, το όνομα τέτοιων στοιχείων βασίζεται στη μέγιστη τιμή της τάσης σταθεροποίησης. Η αντίστοιχη τάση διάσπασης καθορίζεται επίσης από την προδιαγραφή, αλλά όχι από την ονομαστική τιμή, αλλά από την ελάχιστη τιμή.
Κατά την επιλογή συστημάτων προστασίας για ηλεκτρονικές συσκευές, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες από τις συστάσεις που περιγράφονται παραπάνω, ένα από τα σημαντικά στοιχεία για την προστασία
ηλεκτρονικές συσκευές είναι η ποιότητα των αντικειμένων. Ένα εγκατεστημένο προστατευτικό στοιχείο χαμηλής ποιότητας μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργικότητα του ακριβού εξοπλισμού ή να τον απενεργοποιήσει εντελώς. Όταν επιλέγετε προστατευτικά στοιχεία, δεν πρέπει να καθοδηγείτε μόνο από την τιμή και να αγοράζετε ηλεκτρονικά εξαρτήματα μόνο από αξιόπιστους κατασκευαστές.
Ο Πίνακας 5 δείχνει παραδείγματα αναλόγων προστατευτικών διόδων από διάφορους κατασκευαστές.
Πίνακας 3, Παραδείγματα αναλόγων διόδων TVS από διάφορους κατασκευαστές
| Τύπου | Κατασκευαστής | Max V WMB | Min V BR V | V C B | I PPM Α |
| P6SMBJ8.5A | Diotec | 8,5 | 9,4 | 14,4 | 41,7 |
| P6SMB10A | ON Ημιαγωγοί | 8,55 | 9,5 | 14,5 | 41 |
| SMBJ8.5A | μικροημιά | 8,5 | 9,44 | 14,4 | 41,7 |
| SM6T10A | STMicroelectronics | 8,55 | 9,5 | 14,5 | 41 |
Η εμπειρία χρήσης εξαρτημάτων από εταιρείες NXP και Diotec έχει δείξει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκολα στα ηλεκτρονικά, όπου παλαιότερα χρησιμοποιούνταν ηλεκτρονικά εξαρτήματα από άλλους γνωστούς κατασκευαστές, όπως Infineon, STMicroelectronics, Fairchaild, ON-Semiconductors, Vishay και συχνά ξεπερνούν ακόμη και τις παραμέτρους ποιότητας και τιμής αυτών των κατασκευαστών.
Εκκένωση αερίου (GDT - Gas Discharge Tube)
Αλεξικέραυνος γεμάτος αέριο (GDT - Gas Discharge Tube) - μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει τις υπερτάσεις που συμβαίνουν σε ηλεκτρικά κυκλώματακατά την εναλλαγή ηλεκτρικών συσκευών, κατά τη διάρκεια ατμοσφαιρικών φαινομένων (ιδίως, εκκένωσης κεραυνού) κ.λπ. Συνήθως αποτελείται από έναν κεραμικό σωλήνα γεμάτο με αδρανή αέρια. Σε σύγκριση με άλλες συσκευές προστασίας από υπερτάσεις, οι απαγωγείς αερίου είναι σε θέση να διαχέουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας και να αντέχουν ρεύματα έως και δεκάδες κιλοαμπέρ. Το κύριο μειονέκτημα των εκφορτών αερίου είναι ο σχετικά μεγάλος χρόνος απόκρισής τους (μέχρι μερικά μικροδευτερόλεπτα), γεγονός που τους καθιστά την καλύτερη λύση για την προστασία διεπαφών υψηλής ταχύτητας. Αυτό το πρόβλημα λύνεται με τη δημιουργία πολύπλοκων κυκλωμάτων προστασίας, π.χ. συνδυάζοντας έναν απαγωγέα αερίου και, για παράδειγμα, μια δίοδο TVS.
 ένα |
 σι |
Εικόνα 19
Σχέδιο εργασίας
Όταν ο εκκένωσης αερίου βρίσκεται σε ηρεμία (η τάση είναι χαμηλότερη από την τάση διάσπασης), η εσωτερική αντίσταση του εκκενωτή αερίου είναι υψηλή και δεν μεταφέρει ρεύμα.
Όταν η τάση αυξάνεται πάνω από την τάση διάσπασης, η αντίσταση πέφτει απότομα και η εκκένωση αερίου μεταβαίνει σε αγώγιμη κατάσταση. Αυτή είναι η κατάσταση μιας εκκένωσης πυράκτωσης, στην οποία ο εκφορέας αερίου καταναλώνει ρεύμα περίπου 0,5 A και η τάση μεταξύ των ηλεκτροδίων φτάνει περίπου τα 100 V. Περαιτέρω, εμφανίζεται μια εκκένωση (ελαφρύ τόξο) μέσα στον εκκένωση αερίου, η τάση του οποίου είναι περίπου 20 V και το ρεύμα ροής φτάνει τα δεκάδες κιλοαμπέρ. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η τάση τόξου εξασθενεί, το ρεύμα σταματά και ο απαγωγέας μπαίνει σε κανονική κατάσταση.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η αυτο-χωρητικότητα του γεμισμένου με αέριο διάκενου σπινθήρα είναι μικρή. δεν κάνει σημαντικές αλλαγές στο σήμα.
Κύριες Εφαρμογές
Οι απαγωγείς με αέριο χρησιμοποιούνται στον τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό, την τηλεφωνία και τον εξοπλισμό μετάδοσης.
Πλεονεκτήματα των απαγωγέων
- Μικρή χωρητικότητα
- Ικανότητα διάχυσης μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας
- Αντοχή σε εξωτερικούς παράγοντες
| Σειρά | Πλαίσιο | Unom δείγματα, V (DC) | Imax DC, A | Ipeak, A (8x20 µs) | Сmax, pF | Αριθμός ηλεκτροδίων | συμπεράσματα |
| CG5 |
 |
90-600 | 5 | 5000 | 1.5 | 2 | Χωρίς παράγωγο Αξονικός |
| SL0902A | 90-600 | 5 | 5000 | 1.5 | 2 | Χωρίς παράγωγο | |
| SL1002A | 75-600 | 5 | 5000 | 1.2 | 2 | Χωρίς παράγωγο | |
| SL1003A | 90-500 | 10 | 10000 | 1.2 | 3 | Χωρίς παράγωγο Ακτινικός |
|
| SL1011A | 75-600 | 5 | 5000 | 1.5 | 2 | Χωρίς μόλυβδο Αξονικό |
Πίνακας 4
Παράδειγμα εφαρμογής απαγωγέων
Οι κύριες πηγές συμφόρησης με καλωδιακά δίκτυα- κεραυνός (ηλεκτρομαγνητική παραλαβή από ρεύματα εκκένωσης και εκκένωσης κεραυνού) και βιομηχανική (εναλλαγή ισχυρών καταναλωτών και πηγών, υπερφόρτωση δικτύου, μεταβατικά ρεύματα σε καλώδια ρεύματος).
Ένας κεραυνός σε έναν πύργο τηλεόρασης προκαλεί, λόγω της πεπερασμένης αντίστασης των κυκλωμάτων γείωσης, ένα κύμα τάσης στο έδαφος του πύργου (και, επομένως, του πομπού και του διαμορφωτή) σε σχέση με ένα απομακρυσμένο έδαφος (για παράδειγμα, το έδαφος του συγκροτήματος εξοπλισμού-στούντιο /ΑΣΚ/). Το μέγεθος της υπερφόρτωσης εξαρτάται από την κεραυνική ενέργεια και την αντίσταση της αντικεραυνικής γείωσης του πύργου, που καθορίζεται από τον τύπο και την περιεκτικότητα σε υγρασία του εδάφους. Τα στατιστικά στοιχεία επισκευής δείχνουν ότι ο χειρότερος συνδυασμός (καταιγίδες υψηλής ενέργειας και ξηρό έδαφος) επιτυγχάνεται συνήθως το δεύτερο μισό του καλοκαιριού.
Ανάλογα με την ενέργεια και το μήκος της εκφόρτισης, το μήκος της γραμμής μεταξύ του ACK και του πομπού και τη μέθοδο τοποθέτησης του, η υπερφόρτωση που προκαλείται από μια εκκένωση κεραυνού στις γραμμές μεταξύ του πύργου και του ACK κυμαίνεται συνήθως από δεκάδες έως εκατοντάδες βολτ για αρκετές δεκάδες μικροδευτερόλεπτα. Σε ορισμένες περιπτώσεις (βραχώδες έδαφος, ξηρό καλοκαίρι, μεγάλη εναέρια γραμμή), οι υπερφορτώσεις μπορεί να φτάσουν πολλά κιλοβολτ μέσα σε εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα.
Εικόνα 19. Σχηματισμός κεραυνικής ώθησης
ένα). ισοδύναμο κύκλωμα πύργου τηλεόρασης και ACK
σι). σχήμα κεραυνικής παλμικής τάσης στο καλώδιο κορμού
Το σχήμα 19α δείχνει το ισοδύναμο κύκλωμα ενός τηλεοπτικού πύργου συνδεδεμένου στο ACK,
όπου: L – αυτεπαγωγή πύργου, С 2 – χωρητικότητα πύργου σε σχέση με το έδαφος, С 1 – κατανεμημένη χωρητικότητα των στοιχείων του πύργου, R i – αντίσταση γείωσης πύργου, R r – αντίσταση γείωσης ASC.
Το σχήμα 1.1β δείχνει το σχήμα του περιβλήματος παλμού τάσης στο κύριο καλώδιο που συνδέει τον πύργο της τηλεόρασης και το ASC κατά τη διάρκεια μιας αστραπιαίας εκκένωσης. Η πρώτη κορυφή του παλμού οφείλεται στην χωρητικότητα C 1, η δεύτερη - στο κύκλωμα LC 1 C 2.
Ανάλογα με τις παραμέτρους του πύργου και της γραμμής, η διάρκεια του πρώτου παλμού, λόγω της άμεσης ηλεκτρομαγνητικής λήψης στη γραμμή, μπορεί να είναι από εκατοντάδες νανοδευτερόλεπτα έως μερικά μικροδευτερόλεπτα και η διάρκεια του δεύτερου παλμού είναι πολλές φορές μεγαλύτερη.
Εικόνα 20. Ισοδύναμο κύκλωμα κατανομής ρευμάτων κεραυνού και
τονίζει.
Το σχήμα 20 δείχνει την ισοδύναμη κατανομή των ρευμάτων κεραυνού που διαρρέουν τα κυκλώματα γείωσης και τις πλεξούδες καλωδίων και τις αντίστοιχες τάσεις,
όπου: R k είναι η αντίσταση του κύριου καλωδίου, Rb είναι η αντίσταση του πύργου, RASK είναι η ισοδύναμη αντίσταση των κυκλωμάτων γείωσης σήματος του ASC, i 0 είναι το ρεύμα εκκένωσης κεραυνού, i k είναι το ρεύμα παλμού κεραυνού στο γραμμή, i a είναι το ρεύμα που γειώνεται από αντικεραυνική προστασία, i e είναι το κεραυνικό ρεύμα παλμού σε γραμμές μετά τη διέλευση από την αντικεραυνική προστασία, ΔU είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των εδαφών του πύργου και του ASC, Vin είναι η τάση που παρέχεται στην είσοδο ASC .
Όταν ο κεραυνός χτυπήσει τον πύργο, το ρεύμα εκφόρτισης i 0 γειώνεται εν μέρει μέσω της αντίστασης γείωσης του πύργου R i και εισέρχεται εν μέρει στη γραμμή (i k). Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των γαιών του πύργου και του συγκροτήματος υλικού-στούντιο θα καθοριστεί από το δυναμικό της γης του πύργου τη στιγμή της εκκένωσης του κεραυνού και θα είναι ΔU = i 0 R i. Με τυπική τιμή ρεύματος εκκένωσης κεραυνού 20-100 kA (τιμή αιχμής) και αντίσταση γείωσης πύργου 0,1 Ohm (για παράδειγμα), η διαφορά δυναμικού μεταξύ των γειώσεων θα είναι 2-10 kV, γεγονός που μπορεί να απενεργοποιήσει τόσο τα καλωδιακά συστήματα όσο και το σήμα συσκευές παραγωγής και μετάδοσης.
Το δυναμικό παλμού κεραυνού στην έξοδο του ASC καθορίζεται κυρίως από το ρεύμα εκφόρτισης που έχει εισέλθει στη γραμμή και την σύνθετη αντίσταση εισόδου του ASC:
Uin \u003d i x Rask
και θα είναι όσο μικρότερη, τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση των κυκλωμάτων γείωσης και τόσο μεγαλύτερη η αντίσταση του καλωδίου και των διαχωριστικών / προστατευτικών συσκευών στο κύκλωμα καλωδίου.
Ένα τυπικό σχέδιο ισορροπημένης προστασίας γραμμής (Εικ. 21) αποτελείται από τρέχουσα προστασίακαι προστασία από υπερτάσεις. Χρησιμοποιείται ως προστασία ρεύματος ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙασφάλειες, αντιστάσεις ισχύος. Οι απαγωγείς υπερτάσεων, η προστασία ημιαγωγών χρησιμοποιούνται ως προστασία υπέρτασης: δίοδοι zener, θυρίστορ.
Εικόνα 21. Τυπικό σχήμα προστασίας.
Ο εκκενωτής αερίου (GDT - Gas Discharge Tube) είναι η κύρια σχετικά γρήγορη (80-200 ns) προστασία που μπορεί να σβήσει σημαντικά (έως 20 kA) παλμικά ρεύματα και διασφαλίζει την εκφόρτιση του παλμού τάσης στο έδαφος όταν φθάνει σε U gdt. (90-120V).
Η προστασία ημιαγωγών (D) είναι δευτερεύουσα προστασία και διασφαλίζει την απορρόφηση παλμών με τάσεις κάτω από Ugdt και περιορίζει την τάση εξόδου στα 20-30V, κάτι που είναι ασφαλές για τις περισσότερες αναλογικές συσκευές.
Η προστασία ημιαγωγών έχει υψηλή ταχύτητα (20-100 ns) και είναι σε θέση να ανταποκρίνεται γρήγορα σε βραχείς παλμούς.
Τα εξαρτήματα προστασίας ημιαγωγών έχουν αξιοσημείωτη χωρητικότητα (πολλές εκατοντάδες pF), η οποία περιορίζει τη χρήση τους σε αναλογικά κυκλώματα ήχου.
Παράδειγμα λειτουργίας συσκευής προστασίας σειράς TRZ
Εικόνα 22. Κυματομορφές τάσης σε διαφορετικά μέρη της συσκευής αντικεραυνικής προστασίας TRZ-41AS:
ένα). ενέργεια εισόδου, U σε = 450 V; σι). τάση στον εκφορέα αερίου, U gdt = 90 V;
σε). τάση στη δίοδο zener, U d \u003d 25 V. ΣΟΛ). τάση εξόδου.
Φυσικά, το πρόβλημα της προστασίας των ηλεκτρονικών συσκευών από υπερτάσεις είναι πολύ ευρύτερο από αυτό που περιγράφεται εδώ, και κάθε συγκεκριμένη περίπτωση απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και τη δική της βέλτιστη λύση. Και εδώ είναι αδύνατο να περιγραφούν τα πάντα.
Αλλά ο σκοπός αυτής της συλλογής είναι να σας εξοικειώσει με πιθανές λύσεις χρησιμοποιώντας τα εξεταζόμενα εξαρτήματα.
Βασισμένο σε υλικά: ιστότοποι MicroEM http://microem.ru/ και Gamma http://www.gamma.spb.ru/
Προστατευτική δίοδος (καταστολέας) 1.5KE15CA
Ανάμεσα σε όλη την ποικιλία συσκευές ημιαγωγών, πιθανώς η μεγαλύτερη οικογένεια διόδων. Δίοδοι Schottky, δίοδοι Gunn, δίοδοι zener, LED, φωτοδίοδοι, διόδους σήραγγαςκαι πολλά άλλα ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙκαι τομείς εφαρμογής.
Μια από τις τάξεις διόδους ημιαγωγώνστη βιβλιογραφία μας ονομάζεται PON (περιοριστής τάσης ημιαγωγών) ή καταστολέας. Στην ξένη τεχνική βιβλιογραφία, το όνομα χρησιμοποιείται Δίοδος TVS (Τ λυσσασμένος V παλιά εποχή μικρό καταπιεστής). Πολύ συχνά, οι δίοδοι TVS καλούνται από τις μάρκες του κατασκευαστή: TRANSIL, INSEL.
Στην τεχνική βιβλιογραφία και μεταξύ των ραδιοερασιτέχνων, ένας καταστολέας μπορεί να ονομαστεί διαφορετικά: προστατευτική δίοδος, περιοριστική δίοδος zener, δίοδος TVS, transil, περιοριστής τάσης, περιοριστική δίοδος. Οι καταστολείς μπορούν συχνά να βρεθούν σε τροφοδοτικά μεταγωγής - εκεί χρησιμεύουν ως προστασία υπέρτασης για το ηλεκτρικό κύκλωμα σε περίπτωση δυσλειτουργιών του τροφοδοτικού μεταγωγής.
Εξετάστε τι είναι μια δίοδος TVS, η αρχή λειτουργίας της, σε ποια κυκλώματα και για ποιους σκοπούς χρησιμοποιείται.
Οι δίοδοι TVS δημιουργήθηκαν το 1968 στις ΗΠΑ για την προστασία του βιομηχανικού εξοπλισμού από τις ατμοσφαιρικές εκκενώσεις ηλεκτρικής ενέργειας. Στις συνθήκες λειτουργίας των ηλεκτρονικών συσκευών τόσο για βιομηχανικούς όσο και για οικιακούς σκοπούς, αποδίδεται μεγάλη σημασία στην προστασία αυτών των συσκευών από φυσικούς ηλεκτρικούς παλμούς.
Πολύ συχνά υπάρχουν υπερτάσεις και ισχύς υποσταθμοί μετασχηματιστών. Σε τέτοιες περιπτώσεις Συσκευέςαποτυγχάνει κατά εκατοντάδες. Δεδομένου ότι οι βιομηχανικές επιχειρήσεις έχουν ολοκληρωμένη προστασία και τα κτίρια κατοικιών σε αυτή την περίπτωση είναι εντελώς απροστάτευτα.
Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, οι απώλειες που σχετίζονται με την αστοχία και την επακόλουθη επισκευή όλου του ηλεκτρονικού εξοπλισμού στις Ηνωμένες Πολιτείες ανέρχονται σε περίπου 12 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως. Οι ειδικοί θεώρησαν ότι στη χώρα μας οι απώλειες αντιστοιχούν σε αυτό το ποσό.
Για την προστασία του εξοπλισμού από τις επιπτώσεις των ηλεκτρικών υπερτάσεων, αναπτύχθηκε μια κατηγορία συσκευών ημιαγωγών που ονομάζονται δίοδοι TVS ή «καταστολείς». Μερικές φορές σε μια συνομιλία μπορείτε να ακούσετε: ασφάλεια διόδου.
Ονομασία στο διάγραμμα.
Στο διαγράμματα κυκλώματοςένας καταστολέας (γνωστός και ως προστατευτική δίοδος) χαρακτηρίζεται ως εξής (VD1, VD2 - συμμετρικό, VD3 - μονής κατεύθυνσης).
Η αρχή λειτουργίας του καταστολέα (προστατευτική δίοδος).
Οι δίοδοι TVS έχουν έντονο μη γραμμικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης. Εάν το πλάτος του ηλεκτρικού παλμού υπερβαίνει την ονομαστική τάση για έναν συγκεκριμένο τύπο διόδου, τότε θα μεταβεί σε λειτουργία κατάρρευσης χιονοστιβάδας. Δηλαδή, η δίοδος TVS θα περιορίσει τον παλμό τάσης σε μια κανονική τιμή και το "πλεόνασμα" πηγαίνει στη θήκη (γείωση) μέσω της διόδου. Η διαδικασία φαίνεται πιο καθαρά στο σχήμα.
Εφόσον δεν υπάρχει κίνδυνος βλάβης της ηλεκτρονικής συσκευής, η δίοδος TVS δεν έχει καμία επίδραση στη λειτουργία του εξοπλισμού. Αυτή η συσκευή ημιαγωγών έχει ταχύτερο χρόνο απόκρισης από τους περιοριστές που έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν.
Οι δίοδοι ασφαλειών είναι διαθέσιμες ως μη ισορροπημένες (μονόδρομες) και συμμετρικές (αμφίδρομες). Τα συμμετρικά μπορούν να λειτουργήσουν σε κυκλώματα με διπολικές τάσεις και τα ασύμμετρα μπορούν να λειτουργήσουν μόνο με τάση μιας πολικότητας. Ένα άλλο τυπικό διάγραμμα σύνδεσης (για δίοδο διπλής κατεύθυνσης).
Για έναν μονόδρομο καταστολέα, το κύκλωμα φαίνεται λίγο διαφορετικό.
Σε περίπτωση αύξησης της τάσης εισόδου, η συσκευή μειώνει την αντίστασή της σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Το ρεύμα στο κύκλωμα αυξάνεται απότομα και η ασφάλεια φυσάει. Δεδομένου ότι ο καταστολέας λειτουργεί πολύ γρήγορα, δεν προκαλείται βλάβη στον εξοπλισμό. εγγύηση TVS δίοδοι είναι πολύ σύντομο χρονικό διάστημααπόκριση υπέρτασης. Αυτό είναι ένα από τα "τσιπ" των προστατευτικών διόδων.
Βασικές ηλεκτρικές παράμετροι καταστολέων.
U δείγματα (V) είναι η τιμή της τάσης διάσπασης. Στην ξένη τεχνική τεκμηρίωση, αυτή η παράμετρος αναφέρεται ως VBR (Τάση διάσπασης). Αυτή είναι η τιμή τάσης στην οποία η δίοδος ανοίγει απότομα και εκτρέπει έναν επικίνδυνο παλμό ρεύματος στο κοινό καλώδιο («γείωση»).
Αρρ. (μA) - η τιμή του συνεχούς αντίστροφου ρεύματος. Αυτή είναι η τιμή του μέγιστου ρεύματος αντίστροφης διαρροής που έχουν όλες οι δίοδοι. Είναι πολύ μικρό και πρακτικά δεν έχει καμία επίδραση στη λειτουργία του κυκλώματος. Άλλος προσδιορισμός - Ι Ρ (Μέγιστη. Αντίστροφο ρεύμα διαρροής). Μπορεί επίσης να αναφέρεται ως I RM.
U arr. (V) - σταθερή αντίστροφη τάση. Αντιστοιχεί στην αγγλική συντομογραφία V RWM (Αντίστροφη τάση αιχμής εργασίας). Μπορεί να αναφέρεται ως V RM.
U όριο διαβολάκι. (V) – μέγιστη οριακή τάση παλμού. Αναφέρεται στα φύλλα δεδομένων ως VCLή V C - Μέγιστη. τάση σύσφιξηςή απλά τάση σύσφιξης.
περιόρισα. Μέγιστη. (A) - μέγιστο μέγιστο ρεύμα παλμού. Στα αγγλικά αναφέρεται ως IPP (Μέγιστη. Ρεύμα αιχμής παλμού). Αυτή η τιμή υποδεικνύει τη μέγιστη τιμή του παλμού ρεύματος που μπορεί να αντέξει ο καταστολέας χωρίς καταστροφή. Για ισχυρούς καταστολείς, αυτή η τιμή μπορεί να φτάσει αρκετές εκατοντάδες αμπέρ!
P imp. (Watt) - η μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς παλμού. Αυτή η παράμετρος δείχνει πόση ισχύ μπορεί να καταστείλει ο καταστολέας. Θυμηθείτε ότι η λέξη suppressor προέρχεται από την αγγλική λέξη Καταπιεστής, που σημαίνει "καταπιεστής" στη μετάφραση. Όνομα ξένης παραμέτρου Μέγιστη Παλμική Ισχύς (ΣΔΙΤ).
Η τιμή της μέγιστης ισχύος παλμού μπορεί να βρεθεί πολλαπλασιάζοντας τις τιμές του ορίου U. διαβολάκι. ( VCL) και λιμ. Μέγιστη. ( IPP).
Τα χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης μιας ισορροπημένης και μη ισορροπημένης διόδου TVS είναι τα εξής.
CVC μιας μονοκατευθυντικής προστατευτικής διόδου (καταστολέας)
IV χαρακτηριστικό ενός αμφίδρομου καταστολέα
Το μεγάλο μειονέκτημα αυτών των διόδων μπορεί να θεωρηθεί η μεγάλη εξάρτηση της μέγιστης ισχύος παλμού από τη διάρκεια του παλμού. Συνήθως, η λειτουργία μιας διόδου TVS λαμβάνεται υπόψη όταν εφαρμόζεται παλμός σε αυτήν με ελάχιστο χρόνο ανόδου της τάξης των 10 μικροδευτερόλεπτων και μικρή διάρκεια.
Για παράδειγμα, με διάρκεια παλμού 50 μικροδευτερόλεπτα, η δίοδος SMBJ 12A αντέχει ένα παλμικό ρεύμα που είναι σχεδόν τέσσερις φορές το ονομαστικό ρεύμα.
Πολύ καλά αποδεδειγμένο μικρό μέγεθος Δίοδοι TRANSZORBΣειρά TM 1,5KE6,8 - 1,5KE440 (C)A. Διατίθενται τόσο σε συμμετρική όσο και σε ασύμμετρη έκδοση. Για μια συμμετρική δίοδο, το γράμμα C ή CA προστίθεται στην ονομασία. Αυτή η σειρά έχει μεγάλο εύρος τάσης λειτουργίας από 5,0 έως 376 βολτ, σύντομο χρόνο απόκρισης 1 * 10-9 δευτερόλεπτα και δυνατότητα καταστολής παλμών υψηλής ισχύος έως 1500 watt. Έχουν αποδείξει τον εαυτό τους σε συστήματα προστασίας για τηλεόραση, ψηφιακό και άλλο σύγχρονο εξοπλισμό.
Οι δίοδοι παράγονται στη συσκευασία DO-201.
Οι διαστάσεις είναι σε ίντσες και χιλιοστά (σε αγκύλες). Οι ασύμμετροι καταστολείς έχουν έναν έγχρωμο δακτύλιο σήμανσης στο σώμα, ο οποίος βρίσκεται πιο κοντά στο τερματικό της καθόδου.
Η θήκη δείχνει τη σήμανση της προστατευτικής διόδου, στην οποία είναι κρυπτογραφημένες οι κύριες παράμετροί της.
Οι δίοδοι TRANSIL TM της THOMSON χρησιμοποιούνται ευρέως για την προστασία των ηλεκτρονικών ειδών του αυτοκινήτου από υπερτάσεις. Η ισχυρότερη πηγή ηλεκτρικών παλμών είναι το σύστημα ανάφλεξης. Μια μόνο δίοδος TRANSIL TM είναι αρκετή για την προστασία ενός στερεοφωνικού αυτοκινήτου.
Οι αμφίδρομες δίοδοι TRANSIL TM 1.5KE440CA χρησιμοποιούνται με επιτυχία για την προστασία καταναλωτικού ηλεκτρονικού εξοπλισμού σε δίκτυα 220 volt. Η χρήση τους είναι πιο αποτελεσματική για την προστασία αντικειμένων που συνδέονται με εναέριες γραμμές. Σε αυτή την περίπτωση, θα υπάρχει προστασία τόσο από ατμοσφαιρικούς ηλεκτρικούς παλμούς όσο και από υπερτάσεις παλμών κατά μήκος των κυκλωμάτων ισχύος.
Αντρέι Καντούκοφ
Σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, μπορούν να συμβούν διάφορα είδη ηλεκτρικών υπερφορτώσεων στα κυκλώματά του, τα πιο επικίνδυνα από τα οποία είναι υπερφορτώσεις τάσης (υπερτάσεις) που δημιουργούνται από ηλεκτρομαγνητικά παλμούς φυσικής προέλευσης (λόγω ισχυρών εκκενώσεων κεραυνού), ηλεκτρομαγνητικές ώσεις τεχνητής προέλευσης (λόγω ακτινοβολίας από συσκευές εκπομπής ραδιοφώνου, γραμμές μετάδοσης υψηλής τάσης, ηλεκτρικά δίκτυα σιδηροδρόμωνκ.λπ.), καθώς και λόγω εσωτερικών μεταβατικών φαινομένων στον εξοπλισμό κατά τη λειτουργία του (για παράδειγμα, κατά την εναλλαγή επαγωγικών φορτίων) και ηλεκτροστατικών εκκενώσεων (ESD).
Η πρόσκρουση ενός ηλεκτρομαγνητικού παλμού (EMP) φυσικής και τεχνητής προέλευσης σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα οδηγεί σε αλλαγή των παραμέτρων τους τόσο λόγω της άμεσης απορρόφησης ενέργειας από αυτά όσο και της επίδρασης σε αυτά ρευμάτων και τάσεων που προκαλούνται στα κυκλώματα των παλμών. Σύμφωνα με την εταιρεία General Semiconductor, οι απώλειες της αμερικανικής βιομηχανίας από τις επιπτώσεις των υπερτάσεων ανέρχονται σε περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως. Λαμβάνοντας υπόψη τη διάρκεια ζωής του ηλεκτρονικού εξοπλισμού στη Ρωσία, τη φθορά του και την απουσία αυστηρών απαιτήσεων για προστασία από υπερτάσεις, μπορεί να υποτεθεί ότι αυτές οι απώλειες στη χώρα μας είναι συγκρίσιμες με αυτές στις ΗΠΑ.
Οι πιο ευαίσθητες στις επιδράσεις των παλμικών τάσεων και ρευμάτων που προκαλούνται από EMR φυσικής και τεχνητής προέλευσης σε καλώδια και καλώδια είναι οι συσκευές εξόδου που συνδέονται με αυτά, κυρίως αυτές που κατασκευάζονται σε IC και διακριτές συσκευές ημιαγωγών.
Η ελάχιστη ενέργεια που προκαλεί λειτουργική βλάβη σε συσκευές ημιαγωγών και IC είναι 10-2-10-7 J.
Για την προστασία των κυκλωμάτων του εξοπλισμού από τις επιπτώσεις των ηλεκτρικών υπερφορτώσεων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποικίλες μέθοδοι, οι κυριότερες από τις οποίες είναι: δομικές, δομικές-λειτουργικές, κυκλώματα.
Πίνακας 1. Σύγκριση στοιχείων προστασίας από υπερτάσεις
| Στοιχείο ασφαλείας | Πλεονέκτημα | Ελαττώματα | Παραδείγματα χρήσης |
| Απολύων | Υψηλή τιμή επιτρεπόμενου ρεύματος. Χαμηλή χωρητικότητα. Υψηλή αντίσταση μόνωσης | Υψηλή τάση εκφόρτισης. Χαμηλή αντοχή και αξιοπιστία. Σημαντικός χρόνος απόκρισης. Το προστατευμένο κύκλωμα είναι διακλαδισμένο. αφού περάσει την παρόρμηση | Πρωτογενής προστασία κυκλωμάτων τηλεπικοινωνιών και ισχύος. Το πρώτο στάδιο συνδυασμένης προστασίας |
| Varistor | Υψηλή τιμή επιτρεπόμενου ρεύματος. Χαμηλή τιμή. Μεγάλη γκάμα ρευμάτων και τάσεων λειτουργίας | Περιορισμένη διάρκεια ζωής. Όριο υψηλής τάσης. Υψηλή δική του χωρητικότητα. Δυσκολία στερέωσης επιφάνειας | δευτερεύουσα προστασία. Προστασία κυκλωμάτων ισχύος και ηλεκτρονικών αυτοκινήτων. Προστασία ηλεκτρονικών εξαρτημάτων απευθείας στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Πρώτο και δεύτερο στάδιο συνδυασμένης προστασίας |
| Δίοδος TVS | Όρια χαμηλής τάσης. Υψηλή αντοχή και αξιοπιστία. Ευρύ εύρος τάσης λειτουργίας. Υψηλή απόδοση. Χαμηλή αυτοδυναμία. Ιδανικό για επιφανειακή τοποθέτηση | Χαμηλή τιμή ονομαστικού παλμικού ρεύματος. Σχετικά υψηλό κόστος | Ιδανικό για την προστασία εξαρτημάτων ημιαγωγών σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. δευτερεύουσα προστασία. Προστασία από ESD, BIN και ηλεκτρικά μεταβατικά. Τελικό στάδιο σε συνδυασμένες προστατευτικές διατάξεις |
| Θυρίστορ TVS | Δεν υπόκειται σε υποβάθμιση. Υψηλή απόδοση. Υψηλό ρεύμα ελέγχου | Περιορισμένο εύρος τάσης λειτουργίας. Το προστατευμένο κύκλωμα διακόπτεται μετά τη διέλευση του παλμού | Πρωτογενής και δευτερογενής προστασία σε τηλεπικοινωνιακά κυκλώματα |
Οι μέθοδοι δομικής προστασίας περιλαμβάνουν: ορθολογική διάταξη και εγκατάσταση εξαρτημάτων, θωράκιση, γείωση κ.λπ.
Η ομάδα δομικών-λειτουργικών μεθόδων περιλαμβάνει: μια ορθολογική επιλογή της αρχής λειτουργίας του εξοπλισμού και την επιλογή των χρησιμοποιούμενων προτύπων μετάδοσης σήματος κ.λπ.
Οι μέθοδοι κυκλώματος περιλαμβάνουν παθητική και ενεργητική προστασία. Το πιο αποτελεσματικό μέσο προστασίας του εξοπλισμού από την έκθεση στο EMI είναι η ενεργή προστασία. Το κύριο στοιχείο των κυκλωμάτων ενεργητικής προστασίας είναι απαγωγείς, βαρίστορ μεταλλικού οξειδίου, θυρίστορ TVS (μεταβατικό καταστολέα τάσης) και δίοδοι TVS, που ονομάζονται στην εγχώρια βιβλιογραφία "καταστολείς", "περιοριστές τάσης ημιαγωγών (STS)" ή "δίοδοι για μεταβατική καταστολή (TSD)». Δεδομένου ότι αυτό το άρθρο περιγράφει συσκευές ημιαγωγών ξένων κατασκευαστών, θα χρησιμοποιήσουμε τον όρο "δίοδοι TVS".
Στον πίνακα. Το σχήμα 1 δείχνει μια σύγκριση διαφόρων στοιχείων ενεργητικής προστασίας από υπερτάσεις.
Στο εξωτερικό, οι δίοδοι TVS είναι γνωστές με τις ονομασίες (εμπορικά σήματα) Trans Zorb, Transil, Insel κ.λπ.
Αυτή τη στιγμή, αρκετοί κατασκευαστές έχουν αναπτύξει διόδους TVS, με τη βοήθεια των οποίων επιλύεται πλήρως η προστασία του REA. Επιπλέον, από τον Ιανουάριο του 1996, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης (CENELEC) εισήγαγε πρότυπα που απαγορεύουν την πώληση στην αγορά της ΕΕ εξοπλισμού χωρίς προστασία, που περιλαμβάνει διόδους TVS.
Οι δίοδοι TVS ημιαγωγών είναι συσκευές ημιαγωγών με έντονο μη γραμμικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης που καταστέλλουν παλμικές ηλεκτρικές υπερτάσεις, το πλάτος των οποίων υπερβαίνει την τάση διάσπασης χιονοστιβάδας της διόδου.
Στην κανονική λειτουργία λειτουργίας, η δίοδος TVS θα πρέπει να είναι "αόρατη", δηλαδή να μην επηρεάζει τη λειτουργία του προστατευμένου κυκλώματος έως ότου εμφανιστεί παλμός υπέρτασης. Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της διόδου TVS δεν πρέπει να επηρεάζουν την κανονική λειτουργία του κυκλώματος με κανέναν τρόπο.
Κατά τη διάρκεια ενός παλμού υπέρτασης, η δίοδος TVS περιορίζει την τάση υπέρτασης σε ασφαλές επίπεδο, ενώ επικίνδυνο ρεύμα ρέει μέσω της διόδου προς τη γείωση, παρακάμπτοντας το προστατευμένο κύκλωμα. Η αρχή λειτουργίας της διόδου TVS φαίνεται στην εικ. ένας.
Ρύζι. 1. Η αρχή λειτουργίας της διόδου TVS
Οι δίοδοι TVS συχνά συγχέονται με τις δίοδοι zener πυριτίου (δίοδοι Zener). Οι δίοδοι TVS έχουν σχεδιαστεί και προορίζονται για προστασία από ισχυρές υπερτάσεις, ενώ οι δίοδοι zener πυριτίου έχουν σχεδιαστεί για ρύθμιση τάσης και δεν έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με σημαντικά παλμικά φορτία.
Η δίοδος TVS έχει υψηλή ταχύτητα, σε αντίθεση με τους απαγωγείς εκκένωσης αερίου, οι οποίοι, λόγω του σημαντικού χρόνου απόκρισης (πάνω από 0,15 μs), δεν λύνουν το πρόβλημα προστασίας πολλών συσκευών ημιαγωγών και μικροκυκλωμάτων, καθώς οι αρχικές υπερτάσεις του Η τάση που περνάει από τους απαγωγείς είναι απαράδεκτη για αυτούς.
Το πλεονέκτημα των διόδων TVS έναντι των αλεξικέραυνων είναι ότι η τάση διάσπασής τους είναι χαμηλότερη από την οριακή τάση (για τους απαγωγείς είναι πολύ υψηλότερη από την τάση συντήρησης εκφόρτισης), επομένως, όταν χρησιμοποιούνται, τα κυκλώματα που προστατεύονται από αυτές δεν διακόπτονται μετά τη διέλευση ενός παροδικού παλμού ρεύματος, όπως συμβαίνει με τους εκφορτιστές.
Ο χρόνος απόκρισης για τις μη ισορροπημένες διόδους TVS είναι μικρότερος από 10-12 s και για τις συμμετρικές είναι μικρότερος από 5x10-9 s. Αυτό τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται για την προστασία διαφόρων κυκλωμάτων ραδιοσυχνοτήτων, τα οποία περιλαμβάνουν συσκευές ημιαγωγών ευαίσθητων σε μεταβατικές συνθήκες και ολοκληρωμένα κυκλώματα.
Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό των διόδων TVS είναι η χωρητικότητα φραγμού της διασταύρωσης p–n. Οι δίοδοι TVS χαμηλής χωρητικότητας (С=90–100 pF) χρησιμοποιούνται για την προστασία των γραμμών επικοινωνίας AC με συχνότητα έως και 100 MHz από υπερτάσεις τάσης.
Τα χαρακτηριστικά τάσης ρεύματος των διόδων TVS και τα σύμβολα του κυκλώματος τους φαίνονται στο σχ. 1–3.
Ρύζι. 2. CVC διόδου TVS με ένα άκρο
Ρύζι. 3. CVC συμμετρικής διόδου TVS
Βασικές ηλεκτρικές παράμετροι διόδων TVS
U δείγματα στο I T (V (BR)), V- την τιμή της τάσης διάσπασης σε ένα δεδομένο δοκιμαστικό ρεύμα διάσπασης I T.
Αρρ. (ID) , mka- την τιμή του άμεσου αντίστροφου ρεύματος που ρέει μέσω της συσκευής προς την αντίθετη κατεύθυνση με τάση ίση με V arr. ;
V arr. (VWM), V- σταθερή αντίστροφη τάση (σύμφωνα με αυτήν την παράμετρο, επιλέγεται ο τύπος περιοριστή).
Όριο V. διαβολάκι. Μέγιστη. (V C), B- μέγιστη οριακή τάση παλμού στο μέγιστο ρεύμα παλμού για δεδομένη διάρκεια, κύκλο λειτουργίας, σχήμα παλμού και θερμοκρασία περιβάλλον;
R imp. Μέγιστη. (Pppm), W- τη μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ παλμού που διαχέεται από τη συσκευή, για δεδομένο σχήμα, κύκλο λειτουργίας, διάρκεια παλμού και θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Πίνακας 2. Όρια απόδοσης
Σημείωση.
- Με έναν παλμό ρεύματος και σε θερμοκρασία 25°C.
- Μετράται όταν εκτίθεται σε έναν μόνο παλμό με τη μορφή ημιτονοειδούς ημικύματος με διάρκεια 8,3 ms ή ισοδύναμο ορθογώνιος παλμός, με μέγιστο ρυθμό επανάληψης παλμών 4 παλμούς/λεπτό (μέθοδος JEDEC)
- V F = 3,5 V για διόδους με V (BR)< 220 B, и VF = 5,0 B макс. для диодов с V (BR) >220 Β.
Πίνακας 3. Ηλεκτρικές παράμετροι
Σημείωση.Ο πίνακας δείχνει μόνο τις παραμέτρους των διόδων με ελάχιστες και μέγιστες τιμές V (BR).
Ο τύπος της διόδου TVS για μια συγκεκριμένη εφαρμογή επιλέγεται με βάση την υπολογισμένη τιμή του P imp. Μέγιστη. λαμβάνοντας υπόψη τη διάρκεια του παλμού και το σχήμα του. Παράλληλα, ο V arr. πρέπει να είναι ίση ή μεγαλύτερη από την τάση που ενεργεί στο κύκλωμα, λαμβάνοντας υπόψη τη μέγιστη ανοχή.
Συνήθως P imp. Μέγιστη. υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη την πρόσκρουση του παλμού - 10/1000 µs (t f =10 µs, t και =1000 µs) που φαίνεται στην εικ. τέσσερα.
Ρύζι. τέσσερα
Αλλά σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, ανάλογα με τη φύση της υπέρτασης, οι παράμετροι παλμού μπορεί να έχουν άλλες τιμές. Επομένως, πολλά διεθνή και εθνικά πρότυπα καθορίζουν άλλες παραμέτρους παλμού. Για παράδειγμα, στο πρότυπο IEC 801-5 για γραμμές δεδομένων, περιγράφεται ένας παλμός υπέρτασης με κυματομορφή 1,2/50 ms.
Το σχήμα 5 απεικονίζει την εξάρτηση της μέγιστης επιτρεπόμενης ισχύος υπέρτασης από τη διάρκεια του παλμού υπέρτασης για μια δίοδο TRANSZORB® TVS τύπου SMBJ12A με P imp. Μέγιστη. = 600 W. Συνήθως, οι κατασκευαστές παρέχουν παρόμοια γραφήματα στις προδιαγραφές για όλους τους τύπους και τις σειρές διόδων TVS. Αυτό το γράφημα δείχνει ότι με αύξηση της διάρκειας του παλμού υπέρτασης πάνω από 1000 µs, η τιμή της μέγιστης επιτρεπόμενης ισχύος παλμού της διόδου TVS μειώνεται και αντίστροφα, με μείωση της διάρκειας, αυξάνεται η μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς. Όταν εκτίθεται σε μικρότερους παλμούς, η δίοδος TVS θα αντέξει υψηλότερο ρεύμα παλμού (IP). Με διάρκεια παλμού 50 ms, η δίοδος SMBJ12A TVS θα αντέξει ένα παλμικό ρεύμα που είναι 3,5 φορές το ονομαστικό ρεύμα.
Ρύζι. 5. Εξάρτηση της μέγιστης επιτρεπόμενης ισχύος παλμού από τη διάρκεια του παλμού υπέρτασης
Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των τιμών της μέγιστης επιτρεπόμενης ισχύος και του ρεύματος παλμού των διόδων TVS με τυχόν ονομαστικές τιμές P imp. Μέγιστη. (400 W, 500 W, 1,5 kW, 5 kW).
Εάν η ισχύς μιας διόδου TVS δεν πληροί τις καθορισμένες απαιτήσεις για το Rimp. μέγ., συνδέονται σε σειρά. Με δύο διόδους TVS συνδεδεμένες σε σειρά, η ισχύς διπλασιάζεται και ούτω καθεξής. Οποιοσδήποτε αριθμός διόδων TVS μπορεί να συνδεθεί σε σειρά. Σε αυτή την περίπτωση, η κατανομή σε δείγματα V. κάθε συσκευής δεν πρέπει να υπερβαίνει το 5%, γεγονός που εγγυάται ίσο φορτίο σε συσκευές συνδεδεμένες σε σειρά. Αν είναι αδύνατο να φτάσεις απαιτούμενη ισχύςόταν συνδέεται σε σειρά, επιτρέπεται η παράλληλη σύνδεση. Για εγγυημένο φόρτο εργασίας συσκευών από άποψη ισχύος, είναι απαραίτητος ο ακριβής συντονισμός τους σύμφωνα με το όριο V. (όχι περισσότερο από 20 mV). Επιτρέπεται επίσης μικτή σύνδεση διόδων TVS.
Οι δίοδοι TVS, μαζί με τον κύριο σκοπό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δίοδοι zener (δίοδοι Zener). Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτούνται πρόσθετα δεδομένα σχετικά με τις τιμές της μέγιστης επιτρεπόμενης σταθερής διαρροής ισχύος και των δυναμικών αντιστάσεων σε ελάχιστα και μέγιστα ρεύματα.
Στο εξωτερικό, οι δίοδοι TVS αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά το 1968 από την GSI (General Semiconductor Industries) για την προστασία των συσκευών επικοινωνίας από τις εκκενώσεις κεραυνών. Αργότερα, αυτή η εταιρεία δημιούργησε διόδους TVS με τάση διάσπασης από 6,8 έως 200 V με παλμική ισχύ 1,5 kW για την προστασία του εξοπλισμού αεροπορίας, του εξοπλισμού επικοινωνίας από τις επιπτώσεις της τεχνητής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, για την προστασία μικροκυκλωμάτων από εσωτερικά ηλεκτρικά φορτία τάσης, από στατικό ηλεκτρισμό , καθώς και διόδους TVS με χαμηλή επαγωγή και χωρητικότητα. Επί του παρόντος, παράγονται στον κόσμο περίπου 3000 τύποι διόδων TVS με παλμική ισχύ από 0,15 έως 60 kW για τάση διακοπής από 6,0 έως 3000 V.
Δίοδοι TRANSZORB® TVS από την General Semiconductor
Οι δίοδοι TRANSZORB® TVS της General Semiconductor διατίθενται σε διάφορα σχέδια που ταιριάζουν στις συνθήκες λειτουργίας και τις εφαρμογές. Διατίθενται διακριτές δίοδοι σε πλαστική θήκη με εύκαμπτα καλώδια που έχουν σχεδιαστεί για τοποθέτηση μέσω οπής με μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ παλμού 400 W, 500 W, 600 W, 1,5 kW και 5 kW. Οι δίοδοι με τις υψηλότερες τιμές μέγιστης επιτρεπόμενης ισχύος παλμού χρησιμοποιούνται συνήθως για εγκατάσταση σε κυκλώματα ισχύος. Σε χαμηλότερες τιμές ισχύος, οι εφαρμογές υψηλής πυκνότητας χρησιμοποιούν διόδους και συστοιχίες διόδων, οι οποίες είναι διαθέσιμες τόσο σε πακέτα DIP όσο και σε επιφανειακή βάση. Διατίθενται με μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ παλμού 400 W, 500 W, 600 W, 1,5 kW και 5 kW. Συγκροτήματα διόδωνχρησιμοποιείται συνήθως σε γραμμές δεδομένων για την προστασία των θυρών I/O από ESD. Επιπλέον, διατίθενται εξειδικευμένες δίοδοι TVS χαμηλής χωρητικότητας για χρήση σε κυκλώματα με υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, προκειμένου να αποφευχθεί η εξασθένηση χρήσιμων σημάτων. Οι δίοδοι TRANSZORB® TVS διατίθενται για λειτουργία σε κυκλώματα με τάσεις λειτουργίας από 5 έως 376 V. Λόγω του ευρέος φάσματος πιθανών τάσεων λειτουργίας και επιτρεπόμενων ονομαστικών τιμών ισχύος (καθώς και υπερτάσεων), οι δίοδοι TRANSZORB® TVS χρησιμοποιούνται σε διάφορα ηλεκτρονικά κυκλώματα και εφαρμογές.
Διακριτές δίοδοι TRANSZORB® TVS
Οι διακριτές δίοδοι TVS TRANSZORB® έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα από υπερτάσεις που προκαλούνται από ηλεκτροστατικές εκκενώσεις, επικοινωνίες και κεραυνούς. Όλες οι σειρές διακριτών διόδων TVS παράγονται με εύκαμπτα καλώδια για τοποθέτηση σε διαμπερείς οπές, σε πλαστική θήκη με προστασία διασταύρωσης ημιαγωγών με παθητικό γυαλί. Η συνιστώμενη θερμοκρασία συγκόλλησης για διόδους είναι 265 °C/10 s.
Χαρακτηρίζονται από ένα ευρύ φάσμα τάσεων λειτουργίας (από 5,0 έως 376 V) και περιοριστικές τάσεις (από 6,0 έως 440 V), σύντομο χρόνο απόκρισης (για συμμετρικές διόδους - 1x10-9 s), την ικανότητα να καταστέλλουν παλμούς υψηλής ισχύος (έως 1500 W με σχήμα παλμού 10/1000 µs). Αυτό τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται για την προστασία τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού, ψηφιακών διεπαφών κ.λπ. σε δυσμενές ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον.
TRANSZORB® TVS Diodes Series 1.5KE6.8–1.5KE440CA (1N6267–1N6303A)
Οι δίοδοι της σειράς 1.5KE6.8–1.5KE440CA διατίθενται σε συμμετρικές και ασύμμετρες εκδόσεις. Στον χαρακτηρισμό μιας συμμετρικής διόδου, προστίθεται το επίθημα C ή CA. Για παράδειγμα, 1.5KE6.8C, 1.5KE440CA. Η σειρά 1N6267-1N6303A διατίθεται μόνο σε εκδόσεις με ένα άκρο.
Δίοδοι TRANSZORB® TVS Σειρά ICTE 5.0-ICTE 15C (1N6273-1N6377 και 1N6382-1N6385)
Οι δίοδοι διατίθενται σε συμμετρικά και ασύμμετρα σχέδια. Οι ηλεκτρικές παράμετροι των ασύμμετρων και συμμετρικών διόδων αυτής της σειράς φαίνονται στον Πίνακα. 4 και 5.
Πίνακας 4. Ηλεκτρικές παράμετροι διόδων μονού άκρου
| Τύπος (JEDEC) | Τύπος (Γενικός Ημιαγωγός) | ||||||
| 1N6373(2) | ICTE-5(2) | 5.0 | 6,0 | 300 | 7,1 | 7,5 | 160 |
| 1N6374 | ICTE-8 | 8,0 | 9,4 | 25,0 | 11,3 | 11,5 | 100 |
| 1N6375 | ICTE-10 | 10,0 | 11,7 | 2,0 | 13,7 | 14,1 | 90 |
| 1N6376 | ICTE-12 | 12,0 | 14,1 | 2,0 | 16,1 | 16,5 | 70 |
| 1N6377 | ICTE-15 | 15,0 | 17,6 | 2,0 | 20,1 | 20,6 | 60 |
Πίνακας 5. Ηλεκτρικές παράμετροι μη ισορροπημένων διόδων
| Τύπος (JEDEC) | Τύπος (Γενικός Ημιαγωγός) | Αντίστροφη τάση DC V WM (B) | Ελάχ. (3) τάση διάσπασης στο 1 mA V (BR) (B) | Μέγιστη. αρ. ρεύμα σε V WM I D (μA) | Μέγιστη. τάση σύσφιξης σε I PPM =1,0 A V C (V) | Μέγιστη. τάση σύσφιξης σε I PPM = 10 A V C (B) | Μέγιστη. διαβολάκι. περιοριστικό ρεύμα I PPM (A) |
| 1N6382 | ICTE-8C | 8,0 | 9,4 | 50,0 | 11,4 | 11,6 | 100 |
| 1N6383 | ICTE-10C | 10,0 | 11,7 | 2,0 | 14,1 | 14,5 | 90 |
| 1N6384 | ICTE-12C | 12,0 | 14,1 | 2,0 | 16,7 | 17,1 | 70 |
| 1N6385 | ICTE-15C | 15,0 | 17,6 | 2,0 | 20,8 | 21,4 | 60 |
Πίνακας 6. Ηλεκτρικές παράμετροι συμμετρικών διόδων
Σημείωση.
- Οι συμμετρικές δίοδοι στην ονομασία έχουν το επίθημα "C".
- Οι δίοδοι ICTE-5 και 1N6373 είναι διαθέσιμες μόνο σε έκδοση single-end.
- Η καθορισμένη ελάχιστη τάση διάσπασης έχει ανοχή ±1 Volt.
- Συντελεστής περιορισμού (όριο K): δεν υπερβαίνει το 1,33 με ισχύ ίση με R imp.max και δεν υπερβαίνει το 1,2 στα 0,5 R imp.max. Προς τα σύνορα - αναλογία V C /V BR .
Σχέδιο διαστάσεων, όρια απόδοσης ίδια με τη σειρά 1.5KE6.8-1.5KE440CA (1N6267-1N6303A).
Οι ονομασίες διόδων 1N6273–1N6377 και 1N6382–1N6385 αντιστοιχούν στην ονομασία της σειράς 1Nxx.
Σύμβολο για διόδους της σειράς ICTE-5.0 - ICTE-15C
Τα γραφήματα που δείχνουν τη μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ παλμού (Pppm) έναντι του πλάτους παλμού (td) και Pppm (Ipp) έναντι της θερμοκρασίας περιβάλλοντος (T) είναι παρόμοια με εκείνα για τις διόδους της σειράς 1.5KE6.8-1.5KE440CA (1N6267-1N6303A).
 |
|
Ρύζι. 9. Εξάρτηση του C από το V(BR) για διακριτές διόδους TVS με ένα άκρο της σειράς ICTE5.0 - ICTE15 (1N6273 - 1N6377) |
|
 | |
Τι είναι κατασταλτικός
ΚαταπιεστήςΑυτή είναι μια από τις ποικιλίες διόδων ημιαγωγών.
Και όσον αφορά τις λειτουργίες του, μοιάζει περισσότερο με μια δίοδο zener: ανοίγει επίσης σε μια συγκεκριμένη τάση.
Καταστολείςδημιουργήθηκαν το 1968 στις ΗΠΑ για την προστασία του βιομηχανικού εξοπλισμού από τις εκκενώσεις ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού. Στις συνθήκες λειτουργίας των ηλεκτρονικών συσκευών τόσο για βιομηχανικούς όσο και για οικιακούς σκοπούς, αποδίδεται μεγάλη σημασία στην προστασία αυτών των συσκευών από φυσικούς ηλεκτρικούς παλμούς.
Πολύ συχνά υπάρχουν υπερτάσεις σε υποσταθμούς μετασχηματιστών ισχύος. Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι οικιακές συσκευές αποτυγχάνουν κατά εκατοντάδες. Οι βιομηχανικές επιχειρήσεις έχουν ολοκληρωμένη προστασία, αλλά τα κτίρια κατοικιών σε αυτή την περίπτωση είναι εντελώς απροστάτευτα.
Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, οι απώλειες που σχετίζονται με την αστοχία και την επακόλουθη επισκευή όλου του ηλεκτρονικού εξοπλισμού στις Ηνωμένες Πολιτείες ανέρχονται σε περίπου 12 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως. Οι ειδικοί θεώρησαν ότι στη χώρα μας οι απώλειες αντιστοιχούν σε αυτό το ποσό.
Για την προστασία του εξοπλισμού από τις επιπτώσεις των ηλεκτρικών υπερτάσεων, αναπτύχθηκε μια κατηγορία συσκευών ημιαγωγών που ονομάζονται δίοδοι TVS ή «καταστολείς». Μερικές φορές σε μια συνομιλία μπορείτε να ακούσετε: ασφάλεια διόδου.
Το όνομα TVS diode μεταφράζεται ως Vransient V oltage S καταπιεστής: περιοριστής τάσης ημιαγωγών.
Ονομασία του καταστολέα στα διαγράμματα
Οι καταστολείς έχουν κάποιες ποικιλίες, δηλαδή: μπορεί να είναι μονοκατευθυντικοί και αμφίδρομοι. Και επάνω ηλεκτρικά διαγράμματαΟι καταστολείς ορίζονται ως εξής:
Κύριες ηλεκτρικές παράμετροι καταστολέων
U δείγματα (V) είναι η τιμή της τάσης διάσπασης. Στην ξένη τεχνική τεκμηρίωση, αυτή η παράμετρος αναφέρεται ως VBR (Τάση διάσπασης). Αυτή είναι η τιμή τάσης στην οποία η δίοδος ανοίγει απότομα και εκτρέπει έναν επικίνδυνο παλμό ρεύματος στο κοινό καλώδιο («γείωση»).
Αρρ. (μA) - η τιμή του συνεχούς αντίστροφου ρεύματος. Αυτή είναι η τιμή του μέγιστου ρεύματος αντίστροφης διαρροής που έχουν όλες οι δίοδοι. Είναι πολύ μικρό και πρακτικά δεν έχει καμία επίδραση στη λειτουργία του κυκλώματος. Άλλος προσδιορισμός - Ι Ρ (Μέγιστη. Αντίστροφο ρεύμα διαρροής). Μπορεί επίσης να αναφέρεται ως I RM.
U arr. (V) - σταθερή αντίστροφη τάση. Αντιστοιχεί στην αγγλική συντομογραφία V RWM(Αντίστροφη τάση αιχμής εργασίας). Μπορεί να αναφέρεται ως V RM.
U όριο διαβολάκι. (V) – μέγιστη οριακή τάση παλμού. Αναφέρεται στα φύλλα δεδομένων ως VCLή V C - Μέγιστη. τάση σύσφιξηςή απλά τάση σύσφιξης.
περιόρισα. Μέγιστη. (A) - μέγιστο μέγιστο ρεύμα παλμού. Στα αγγλικά αναφέρεται ως IPP (Μέγιστη. Ρεύμα αιχμής παλμού). Αυτή η τιμή υποδεικνύει τη μέγιστη τιμή του παλμού ρεύματος που μπορεί να αντέξει ο καταστολέας χωρίς καταστροφή. Για ισχυρούς καταστολείς, αυτή η τιμή μπορεί να φτάσει αρκετές εκατοντάδες αμπέρ!
P imp. (Watt) - η μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς παλμού. Αυτή η παράμετρος δείχνει πόση ισχύ μπορεί να καταστείλει ο καταστολέας. Θυμηθείτε ότι η λέξη suppressor προέρχεται από την αγγλική λέξη Καταπιεστής, που σημαίνει "καταπιεστής" στη μετάφραση. Όνομα ξένης παραμέτρου Μέγιστη Παλμική Ισχύς (ΣΔΙΤ).
Η τιμή της μέγιστης ισχύος παλμού μπορεί να βρεθεί πολλαπλασιάζοντας τις τιμές του ορίου U. διαβολάκι. ( VCL) και λιμ. Μέγιστη. ( IPP).
Χαρακτηριστικά βολτ-αμπέρ των καταστολέων
Τα χαρακτηριστικά I-V των διόδων περιορισμού μοιάζουν με αυτό:
Για μονόδρομο καταστολέα
Για αμφίδρομο καταστολέα
Το μεγάλο μειονέκτημα αυτών των διόδων μπορεί να θεωρηθεί η μεγάλη εξάρτηση της μέγιστης ισχύος παλμού από τη διάρκεια του παλμού. Συνήθως, η λειτουργία μιας διόδου TVS λαμβάνεται υπόψη όταν εφαρμόζεται παλμός σε αυτήν με ελάχιστο χρόνο ανόδου της τάξης των 10 μικροδευτερόλεπτων και μικρή διάρκεια.
Σχέδια μεταγωγής καταστολέα
Ένα από τα πιθανά σχήματα για την ενεργοποίηση του καταστολέα:
Σε αυτή την περίπτωση, αποδεικνύεται ως εξής: μια περιοριστική δίοδος (καταστολέας) VD1 είναι εγκατεστημένη μεταξύ δύο πηγών τάσης. Σε περίπτωση μεγάλου παλμού τουλάχιστον σε μία είσοδο, αυτός σπάει, κάτι που θα οδηγήσει σε καμένες ασφάλειες F1 ή F2. Στον βιομηχανικό ραδιοεξοπλισμό, οι κεραμικές αντιστάσεις χαμηλών ohm μπορούν να παίξουν το ρόλο των ασφαλειών.