מהם היישומים של דיודות בהגנה על מתח יתר של ציוד תקשורת?

1. איום הברק והגנת הברק העומדים בפני מודולי תקשורת
(1) איום ברק
ברק הוא תופעה טבעית מורכבת המייצרת פולסים אלקטרומגנטיים (LEMPs) עם מאפיינים כמו אנרגיה גבוהה, ספקטרום תדרים רחב וזמן עלייה קצר. כאשר ברק מכה קווי תקשורת או מבנים סמוכים, הוא יכול לייצר מתח יתר המושרה בקווי התקשורת, כאשר אמפליטודות מגיעות לאלפי וולט או אפילו גבוהות יותר, ומשך משך זמן שנע בין כמה ננו -שניות לכמה מיקרו -שניות. בנוסף, ברק עשוי להתנהג גם למודולי תקשורת באמצעות קווי חשמל, ויוצרים נחשולי חשמל. אם מתנפחים יתר על המידה וזרם יתר אלה אינם מודחקים ביעילות, הם ישפיעו ישירות על הרכיבים האלקטרוניים הרגישים במודול התקשורת, ויגרמו נזק כמו פירוק רכיבים ושחיקה.
(2) דרישות הגנת הברק
כדי להבטיח את הפעולה האמינה של מודולי תקשורת בסביבות ברק, יש לנקוט במולטי - אמצעי הגנה על ברק ברמה. ביניהם, שימוש בדיודות TVS להגנה מקומית בתוך מודול התקשורת הוא אמצעי חשוב. דיודות טלוויזיות יכולות להתנהג במהירות כאשר מתרחשים מתח -יתר חולף, מהדק את מתח יתר ברמה בטוחה, ומפזר את זרם יתר לקרקע, ובכך להגן על רכיבי מפתח כמו שבבים ומעגלים בתוך מודול התקשורת מפני נזק ברק.
2. עקרון עבודה ופרמטרי מפתח של דיודת TVS
(1) עיקרון עבודה
דיודה TVS היא סוג מיוחד של דיודה שבפעולה רגילה נמצאת במצב עכבה גבוה וכמעט אין לו השפעה על הפעולה הרגילה של המעגל. כאשר מתרחש מתח יתר חולף במעגל, דיודה הטלוויזיונית תגיב במהירות, וצומת ה- PN הפנימי שלו יעבור התמוטטות מפולת, תוך מעבר ממצב התנגדות גבוהה למצב התנגדות נמוך, תוך כדי מעגל קצר של מתח על הקרקע. לאחר שנעלם מתח היתר החולף, דיודת הטלוויזיות תחזור אוטומטית למצב התנגדות גבוה כדי להמשיך ולהגן על המעגל.
(2) פרמטרי מפתח
מתח פירוט (VBR): מתייחס לערך המתח בו מתחיל דיודת הטלוויזיות. בבחירת המתח הפירוק המתאים יש לבחור על בסיס מתח ההפעלה הרגיל של המעגל המוגן. באופן כללי, מתח הפירוק צריך להיות גדול יותר מהמתח ההפעלה המרבי של המעגל המוגן, תוך השארת מרווח מסוים.
מתח מהדק (VC): כאשר דיודת הטלוויזיות מופעלת, המתח בשני הקצוות נדבק בערך מתח המהדק. ככל שמתח ההידוק נמוך יותר, כך אפקט ההגנה על המעגל המוגן טוב יותר.
קיבולת נשיאה נוכחית (IPP): מתייחסת לזרם הדופק השיא המרבי שדיודה TVS יכולה לעמוד. ככל שיכולת הנשיאה הנוכחית גדולה יותר, כך אנרגיית הברק חזקה יותר שדיודות TVS יכולות לעמוד בהן.
זמן תגובה (TR): מתייחס לזמן שלוקח לדיודה TVS להתחיל לנהל מגילוי מתח יתר חולף. ככל שזמן התגובה קצר יותר, כך אפקט הדיכוי על מתח יתר חולף.
3. בחירת דיודות טלוויזיות במודולי תקשורת
(1) בחר בהתבסס על מתח העבודה של מודול התקשורת
למודול התקשורת יש רמות מתח עבודה שונות, כגון 3.3V, 5V, 12V וכו '. בעת בחירת דיודות TVS, יש להבטיח כי מתח הפירוק שלהם גדול יותר ממתח התפעול המרבי של מודול התקשורת, תוך התחשבות בגורמים כמו תנודות מתח והשארת שולי בטיחות מסוימים. לדוגמה, עבור מודול תקשורת עם מתח עובד של 3.3 וולט, ניתן לבחור דיודה טלוויזיונית עם מתח פירוט של סביב 5V.
(2) בחר את סוג הממשק על בסיס מודול התקשורת
למודולי תקשורת בדרך כלל יש ממשקים מרובים, כגון יציאות סדרתיות, יציאות אתרנט, ממשקי USB וכו '. סוגים שונים של ממשקים יש דרישות הגנת ברק שונות, ולכן יש צורך לבחור דיודות טלוויזיות מתאימות להגנה.
יציאה סדרתית: אותות יציאה סדרתית הם בדרך כלל נמוכים - אותות מהירות ודורשים קיבול נמוך יחסית. אתה יכול לבחור דיודות טלוויזיות חד כיווניות או דו כיווניות להגנה, כמו דיודות טלוויזיות חד כיווניות של SMAJ.
יציאת Ethernet: יציאת Ethernet יש קצב שידור גבוה ודרישות קפדניות לשלמות האות ולקיבול. יש לבחור מערכי דיודה לקיבול נמוך ותגובה מהירה של מערכי דיודה להגנה, כמו מערך הדיודה TVS של סדרת SRV05-4.
ממשק USB: לממשקי USB יש סטנדרטים שונים כמו USB 2.0 ו- USB 3.0, שיש להם גם דרישות שונות להגנת הברק. עבור ממשקי USB 2.0, חבילה קטנה, דיודות טלוויזיות של קיבול נמוך כמו USBLC6 - 2SC6 ניתן לבחור סדרות; עבור ממשקי USB 3.0, יש צורך לבחור בדיודות TVS עם ביצועים גבוהים יותר כדי לעמוד בדרישות ההעברה המהירות שלהם.
(3) בחר בהתבסס על רמת הגנת הברק
לתרחישי יישומים שונים יש דרישות שונות לרמות הגנת הברק. באזורים עם פעילות ברק תכופה, יש צורך לבחור בדיודות TVS עם יכולת נשיאה זרם גדולה יותר ורמת הגנה גבוהה יותר. לדוגמה, בתחנות בסיס חיצוניות ותרחישים אחרים, ניתן לבחור דיודות TVS עם קיבולת נוכחית של כמה קילוואט, כמו סדרת 5KP גבוהה {}}} דיודות טלוויזיות כוח.
4. ערכת יישומים של דיודה טלוויזיונית במודול תקשורת
(1) הגנת קו חשמל
קו הכוח של מודול התקשורת הוא אחת הדרכים העיקריות לברק לפלוש. בסוף קלט החשמל ניתן לאמץ סכמת הגנה מרובה -}. המפלס הראשון יכול להשתמש בצינורות פריקת גז (GDT) או בגידולים (MOV) להגנה גסה, ולשחרר את מרבית אנרגיית הברק לקרקע; המפלס השני משתמש בדיודות TVS להגנה עדינה, מהדק מתנפחים חולפים שנותרו ברמה בטוחה. לדוגמה, ניתן לחבר וריסטור בסדרה בסוף קלט הכוח, ואחריו דיודה TVS במקביל, כמו סדרת SMAJ.
(2) הגנת קו האות
עבור קווי האות של מודול התקשורת, יש לבחור דיודות טלוויזיות מתאימות להגנה על בסיס סוג וקצב האות. דיודות טלוויזיות מקבילות מחוברות בשני קצוות קו האות. כאשר מתרחש מתח יתר חולף בקו האות, דיודת הטלוויזיות מוליכה במהירות ומוציאה את המתח המופרז לקרקע, מגנה על קו האותות ועל שבב הסיום האחורי {}}}. לדוגמה, ניתן להשתמש בדיודות טלוויזיות דו כיווניות כמו דיודות טלוויזיות דו-כיווניות של SM8S Series TVS להגנה על קווי אות RS-485.
(3) עיצוב הארקה
הארקה טובה היא המפתח לפונקציית הגנת הברק האפקטיבית של דיודות TVS. ההארקה של מודולי תקשורת צריכה לעקוב אחר העיקרון של חיבור אקו -פוטנציאלי, לחבר את מארז המתכת, קרקע הכוח, קרקע האות וכו 'של הציוד יחד באמצעות מוליכי עכבה נמוכים ומבקעים אותם באופן אמין. התנגדות הארקה צריכה להיות קטנה ככל האפשר, בדרך כלל פחות מ -4 Ω. יחד עם זאת, יש להקדיש תשומת לב להימנעות מייצור לולאות הארקה והפחתת הפרעות אלקטרומגנטיות.
https://www.trrsemicon.com/diode/dip {2} diode/mbr10200.html