overspændinger og strømspidser skal undgås på mange områder af elektronik; adskillige love og regler i de forskellige destinationslande specificerer produktsikkerhed eksplicit. De tilsvarende overspændingsbeskyttelseskomponenter kan også sænke fejlfrekvensen samt vedligeholdelses-og reparationsomkostninger. Applikationsartikel udgivet af Rutronik forklarer nøglebeskyttelsesprincipperne og de forskellige komponentfunktioner på Yageo-porteføljen. statiske udladninger og overspændinger (transienter) kan ødelægge kredsløb. Hvis en overspændingsspænding, der overstiger den tilladte driftsspænding for en IC, påføres et kredsløb, kan det permanent beskadige IC.
for at klemme disse skadelige transienter, det vil sige at afbøje dem til jordpotentiale og derved beskytte IC, er forskellige komponenter til overspændingsbeskyttelse tilgængelige. Disse omfatter MOV ‘er (varistorer) og tv’ er (Transient Voltage Suppressor) dioder, GDT ‘ er (gasudladningsrør) eller ESDs (elektrostatiske Udladningsdioder).
Figur 1 giver en skematisk oversigt over de forskellige typer beskyttelsesudstyr og niveauer for elektroniske kredsløb. Det princip, der kræves her, er brugen af flere beskyttelseselementer til at afbøje forbigående overspændinger og overstrømme. Komponenter som MOV, GDT, SPG (Spark Gap Protectors) og TSS (Thyristor Surge Suppressors) tjener som den primære form for beskyttelse mod overspænding. TV ‘ er og ESD-komponenter giver den sekundære beskyttende effekt. PPTC ‘er (polymere Positive Temperaturkoefficienttermistorer) fungerer som overstrømsbeskyttelse og som afkoblere, mens NTC’ er (negative Temperaturkoefficienttermistorer) bruges til at undertrykke overstrømme.
varistorer scorer meget takket være deres korte responstid
på grund af deres meget korte responstid bruges varistorer i adskillige applikationer til fastspænding af forbigående overspændinger på under 20 ns. De mest kendte af disse er Metaloksidvaristorer (MOV). Det skyldes, at de er i stand til at absorbere overspændinger – og betydeligt højere spændinger end TVS-dioder.
MOV ‘er er primært fremstillet af MOV’ er. De tilbyder et bredt spændingsområde fra 18 til 1800 V, og for overspændingsstrømme på op til 70 kA, i nogle tilfælde endnu mere. MOV ‘ erne fra Yageo er tilgængelige med sikkerhedscertificering i henhold til UL/t Larv/VDE og til driftstemperaturer fra -40 til +105 Larv C og -40 til +125 Larv C. deres Ipp-værdier spænder fra flere hundrede ampere op til flere dusin kiloamperes, og de har pulsformer på 8/20 Larv. I dette tilfælde er VBR-værdien tovejs og symmetrisk.
af denne grund bruges disse MOV ‘ er i vid udstrækning i VEKSELSTRØMSFORSYNINGER, signallinjer og afbrydere, LED-drivere eller smart-målesystemer. Rotordiametre på 5 til 53 mm muliggør et enkelt valg af den korrekte komponent til hver af disse applikationer. Yageo tilbyder også TMOV varistorer som en særlig løsning. Ved at kombinere en Metaloksidvaristor og en NTC kan de effektivt begrænse både strømme såvel som overspændinger.
ulempen ved MOVs er, at de i modsætning til TV-dioder kan ældes. Dette betyder, at de kun har en begrænset levetid, afhængigt af de transienter, de absorberer. For at afbøde denne effekt bruges de typisk i serie med GDT ‘er eller SPG’ er.
TV-dioder garanterer hurtig envejs-eller tovejsblokering
TV-dioder, også kaldet suppressordioder, TVP ‘er (Transient Voltage Protectors), Abd’ er (lavine-Nedbrydningsdioder) eller BODs (Break-over dioder), kan klemme overspændingstoppe inden for et sikkert område af picosekunder og begrænse dem til en sikker værdi for at beskytte kredsløbet mod skader. Dette er de komponenter, der har den bedste fastspændingsadfærd blandt billede 3: driftsprincippet for en TVS-diode parallelt med belastningen brug af beskyttelseskomponenter i nøgleapplikationer (kilde: Yageo) beskyttelsesdioderne og er forbundet parallelt med den belastning, der skal beskyttes (figur 2).
de primære fordele ved TVS-dioder er deres korte responstid og lave kapacitans og deres evne til at yde envejs-og tovejsbeskyttelse. Som sådan er de ideelle til JÆVNSTRØMSFORSYNINGER, sikkerheds-og overvågningssystemer såvel som inden for telekommunikation og bilindustrien.
TV-dioder fra Yageo leveres med UL-sikkerhedscertificering. De fås også med bilkvalifikation (AEC-101) og skiller sig ud i kraft af deres lave dynamiske indre modstand og hurtige responsegenskaber. De er tilgængelige for en Pppm på 200 til 30.000 B for 10/1000-liter pulsformer og IPP-værdier på 6/10/1620 kA i 8/20-liter pulser. Vrem er angivet som 3,3 til 600 V (eller højere). Kabinet figurer SMAJ, SMBJ, SMCJ, DO-41, DO-15, DO-201 og andre er tilgængelige. Figur 3. viser en sammenligning af de beskyttende egenskaber af movs og tv komponenter.
vækstmarkedet for elektrisk mobilitet
selvom tv ‘erne er relativt nylige tilføjelser til Yageo-porteføljen, har leverandøren udarbejdet et dedikeret køreplan for TV’ er-produkter med fokus på applikationer til biler, høj effekt og høj bølge. Ved yderligere at udvide køreplanen og tilføje nye kabinetdesign til fremtidige applikationer forfølger Yageo det erklærede mål om at fange yderligere markedsandel inden for beskyttelseskomponentsegmentet, frem for alt på vækstmarkedet for elektrisk mobilitet.
på grund af de strengere CO2-grænser, der træder i kraft fra 2020, er leverandørerne under pres for at reducere CO2-emissionerne i deres køretøjsflåde betydeligt. Som et resultat har udviklingen af elektriske køretøjer taget fart mærkbart og er indstillet til at accelerere yderligere. Beskyttelse mod overspænding er afgørende både for elbiler selv og inden for opladningsinfrastrukturen. Det er her TVS-dioder med deres specifikke egenskaber er særligt velegnede til brug som kredsløbsbeskyttelseskomponenter.
yderligere beskyttelseskomponenter
TV ‘ er tilbydes som beskyttelsesanordninger til elektrisk udladning med driftsspændinger i overensstemmelse med de gældende værdier for IC-forsyningsspændingen (2,8 til 36 V). De leveres med lav kapacitans (under 1 pF) til højhastighedsdatagrænseflader som HDMI og USB 3.0 i forskellige kompakte kabinet former.
SPG ‘ er (Gnistgabbeskyttere) fås med UL-certificering for Ipp-værdier mellem 300 og 3000 A for 8/29-liters impulser samt en DC-gnistoverspænding fra 140 op til 5000 V. de tilbyder en isolationsmodstand på>100 m liter kombineret med en lav aldringseffekt og er ikke polariserede.
GDT ‘ er (gasudladningsrør), ligeledes med UL / VDE-certificering, er tilgængelige for IPP-værdier mellem 500 og 100 kA (8/20-liters impuls) og DC-gnist-over mellem 75 og 6000 V (impulsgnist-over op til 7800 V). Disse GTD ‘ er tilbyder isolationsmodstand på omkring 1 g liter. Typiske anvendelser er i koaksialkabler og Ethernet-forbindelser.
TSS-komponenter (tyristor Overspændingsdæmpere) til telekommunikation og overvågningssystemer, smarte målere osv. Tilbyd en Ipp på flere hundrede ampere (8/20-liter impuls) og en lav lækstrøm på mellem 1 og 5 liter ved en præcis gnistoverspænding (VDRM: 6 til 620 V).
PPTC ‘ er (polymere Positive Temperaturkoefficienttermistorer) er egnede til de samme applikationer som TSS. Under normale driftsforhold har de en meget lav modstand og har ingen effekt på kredsløbet, der skal beskyttes. Derfor drives de i serie til kredsløbet. Responshastigheden på flere millisekunder er ret lav og er proportional med den aktuelle værdi. Ihold er mellem 30 mA og 14 A, og Vmaks kan være 5 til 600 V.
NTC ‘ er (Negative temperaturkoefficient Termistorer) med deres ekstraordinære, langsigtede stabile termiske cyklusadfærd er ideelle til strømforsyninger (UPS) og strømadaptere. De leveres med diametre på mellem 5 og 25 mm (5d til 25D).
Valgvejledning
Sammenfattende er den foreslåede valgbeslutningsretningslinje for beskyttende komponenter angivet i figur 4. Tabel i figur 5. viser brugen af beskyttelseskomponenter i applikationer drevet af deres typiske funktioner og krav.
