Cum se folosește diode TVS pentru protecția fulgerului în modulele de comunicare?

1..
(1) Amenințarea fulgerului
Fulgerul este un fenomen natural complex care generează impulsuri electromagnetice (LEMP) cu caracteristici precum energie mare, spectru de frecvență largă și timp de creștere scurtă. Atunci când fulgerul lovește liniile de comunicare sau clădirile din apropiere, acesta poate genera supratensiune indusă pe liniile de comunicare, amplitudini ajungând la mii de volți sau chiar mai mari și durate de la câteva nanosecunde la câteva microsecunde. În plus, fulgerul poate efectua, de asemenea, module de comunicare prin linii electrice, formând creșteri de putere. Dacă aceste supratensiuni tranzitorii și supracurent nu sunt suprimate în mod eficient, acestea vor afecta direct componentele electronice sensibile din modulul de comunicare, provocând daune, cum ar fi defalcarea componentelor și arderea.
(2) Cerințe de protecție împotriva trăsnetului
Pentru a asigura funcționarea fiabilă a modulelor de comunicare în mediile fulgerului, trebuie luate măsuri multi - la nivel de protecție a fulgerului. Printre ele, utilizarea diodelor TVS pentru protecție locală în modulul de comunicare este un mijloc important. Diodele TVS pot efectua rapid atunci când apar supratensiuni tranzitorii, pot prinde supratensiunea la un nivel sigur și pot descărca supra -curentul la sol, protejând astfel componente cheie, cum ar fi chipsuri și circuite din interiorul modulului de comunicare de daune fulger.
2. Principiul de lucru și parametrii cheie ai diodei TVS
(1) Principiul de lucru
Dioda TVS este un tip special de diodă care, în funcționare normală, se află într -o stare de impedanță ridicată și nu are aproape niciun impact asupra funcționării normale a circuitului. Atunci când se produce o supratensiune tranzitorie în circuit, dioda TVS va răspunde rapid, iar joncțiunea sa PN internă va suferi o defalcare a avalanșelor, trecând de la o stare de rezistență ridicată la o stare de rezistență scăzută, în scurtcircuitarea supratensiunii la sol. După dispariția supratensiunii tranzitorii, dioda TVS va reveni automat la o stare de rezistență ridicată pentru a continua protejarea circuitului.
(2) Parametri cheie
Tensiune de defecțiune (VBR): se referă la valoarea de tensiune la care începe să conducă dioda TVS. La selectare, tensiunea de defecțiune corespunzătoare ar trebui să fie aleasă pe baza tensiunii normale de funcționare a circuitului protejat. În general, tensiunea de descompunere ar trebui să fie mai mare decât tensiunea maximă de funcționare a circuitului protejat, lăsând în același timp o anumită marjă.
Tensiunea de prindere (VC): Când dioda TVS este pornită, tensiunea la ambele capete este fixată la valoarea tensiunii de clemă. Cu cât tensiunea de prindere este mai mică, cu atât este mai bun efectul de protecție asupra circuitului protejat.
Capacitatea de transport curentă (IPP): se referă la curentul maxim de puls maxim pe care o diodă TVS îl poate rezista. Cu cât este mai mare capacitatea de transport actuală, cu atât energia fulgerului este mai puternică pe care diodele TVS o poate rezista.
Timp de răspuns (TR): se referă la timpul necesar pentru ca dioda TVS să înceapă să conducă să detecteze supratensiunea tranzitorie. Cu cât timpul de răspuns este mai scurt, cu atât este mai bun efectul de suprimare asupra supratensiunii tranzitorii.
3. Selecția diodelor TVS în modulele de comunicare
(1) Selectați pe baza tensiunii de lucru a modulului de comunicare
Modulul de comunicare are diferite niveluri de tensiune de lucru, cum ar fi 3.3V, 5V, 12V, etc. La selectarea diodelor TVS, trebuie să se asigure că tensiunea lor de defecțiune este mai mare decât tensiunea maximă de funcționare a modulului de comunicare, în timp ce consideră factori precum fluctuațiile de tensiune și părăsind o anumită marjă de siguranță. De exemplu, pentru un modul de comunicare cu o tensiune de lucru de 3,3V, se poate selecta o diodă TVS cu o tensiune de defecțiune de aproximativ 5V.
(2) Selectați tipul de interfață pe baza modulului de comunicare
Modulele de comunicare au de obicei mai multe interfețe, cum ar fi porturi seriale, porturi Ethernet, interfețe USB, etc. Diferite tipuri de interfețe au cerințe diferite de protecție împotriva trăsnetului, astfel încât este necesar să alegeți diode TVS adecvate pentru protecție.
Portul serial: Semnalele de port serial sunt de obicei scăzute - semnale de viteză și necesită o capacitate relativ scăzută. Puteți alege diode de televizoare unidirecționale sau bidirecționale pentru protecție, cum ar fi diodele TVS din seria SMAJ.
Portul Ethernet: Portul Ethernet are o rată de transmisie ridicată și cerințe stricte pentru integritatea și capacitatea semnalului. Ar trebui să fie selectate pentru protecție pentru protecție, ar trebui să fie selectate pentru protecție, cum ar fi selecția de televizoare cu răspuns rapid și cu răspuns rapid, cum ar fi tabloul de diode SRV05-4.
Interfață USB: Interfețele USB au standarde diferite, cum ar fi USB 2.0 și USB 3.0, care au, de asemenea, cerințe diferite pentru protecția fulgerului. Pentru interfețele USB 2.0, pot fi selectate pachete mici, diode de televizoare cu capacitate scăzută, cum ar fi seria USBLC6 - 2sc6; Pentru interfețele USB 3.0, este necesar să alegeți diode TVS cu performanțe mai mari pentru a îndeplini cerințele lor de transmisie de mare viteză.
(3) Selectați pe baza nivelului de protecție împotriva trăsnetului
Diferite scenarii de aplicare au cerințe diferite pentru nivelurile de protecție a fulgerului. În zonele cu activitate de fulgere frecventă, este necesar să alegeți diode TVS cu o capacitate de transport mai mare curentă și un nivel mai mare de protecție. De exemplu, în stațiile de bază în aer liber și în alte scenarii, pot fi selectate diode TVS cu o capacitate actuală de mai mulți kilowati, cum ar fi seria de 5kp High - diode de televiziune electrică.
4. Schema de aplicații a diodei TVS în modulul de comunicare
(1) Protecția liniei electrice
Linia electrică a modulului de comunicare este una dintre principalele modalități principale de invadare a fulgerului. La capătul de intrare a puterii, poate fi adoptată o schemă de protecție multi -. Primul nivel poate utiliza tuburi de descărcare de gaz (GDT) sau variatoare (MOV) pentru o protecție aspră, eliberând cea mai mare parte a energiei fulgerului la sol; Al doilea nivel folosește diode TVS pentru o protecție fină, prinzând supratensiunile tranzitorii reziduale la un nivel sigur. De exemplu, un varistor poate fi conectat în serie la capătul de intrare a puterii, urmat de o diodă TVS în paralel, cum ar fi seria SMAJ.
(2) Protecția liniei de semnal
Pentru liniile de semnal ale modulului de comunicare, ar trebui să fie selectate diode TV -uri adecvate pentru protecție pe baza tipului și ratei semnalului. Diodele de televizoare paralele sunt conectate la ambele capete ale liniei de semnal. Când se produce o supratensiune tranzitorie pe linia de semnal, dioda TVS efectuează rapid și descărcă supratensiunea la sol, protejând linia de semnal și cipul de capăt -. De exemplu, diodele TV-urilor bidirecționale, cum ar fi seria SM8S, diodele TVS bidirecționale pot fi utilizate pentru protecție pe liniile de semnal RS-485.
(3) Proiectare de împământare
O împământare bună este cheia funcției eficiente de protecție împotriva trăsnetului a diodelor TVS. Întemeierea modulelor de comunicare ar trebui să urmeze principiul conexiunii echipotențiale, conectarea carcasei de metal, a solului de putere, a solului de semnal, etc. a echipamentului împreună prin conductoare cu impedanță mică și împământarea în mod fiabil a acestora. Rezistența la împământare ar trebui să fie cât mai mică, în general mai mică de 4 Ω. În același timp, trebuie acordată atenție evitării generarii de bucle de împământare și reducerii interferenței electromagnetice.

https://www.trrsemicon.com/diode/dip [[2}diode/diode [[3}}mbr20200-to-220ab.html