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一文看懂保护器件PPTC、TVS、GDT的选型

发布时间:2022-03-18作者来源:萨科微浏览:1003

01

自恢复保险丝PPTC选型




随着电子产品的高速发展,如今自恢复保险丝(PPTC)在电路设计的常见应用领域中早已屡见不鲜。虽然过流保护方式多种多样,但是自恢复保险丝不管是从安装使用、还是从性能效率来看都是其中较为理想的过流保护元件,而且由于自恢复保险丝分为插件保险丝和贴片保险丝,使得其应用场景更加广阔,针对其产品的选型也就显得尤为重要,就和金开盛一起了解一下自恢复保险丝的选型步骤吧!   1、首先确定电路的各项参数:最大工作环境温度、正常工作电流(Ihold)、最大工作电压(Umax)、最大故障电流(Imax)、最大保护电压(Vmax)等参数。   2、判定最适合产品特点使用的形状:   - 中低压&高压插脚(Radial Leaded Through-Hole).   - 贴片(SurfaceMount).   - 轴线式电池片(Axial Leaded Battery Strap).   - 光片(Disk).   3、确认选择PPTC的Vmax和Imax是否大于最大保护电压及故障电流。   4、确认选择PPTC在最大的工作温度内,其I-hold是否大于或等于正常工作电流。   5、根据该型号的自恢复保险丝的动作时间曲线图确认选出的产品是否符合要求动作保护时间。   6、确认样品的适用性测试数据都满足要求。     虽然过流保护电路的自恢复保险丝选型依旧复杂,但是从以上6点可以看出自恢复保险丝选型依旧有其规律可循,希望看完本文能帮助您了解自恢复保险丝选型。当然具体的选型也可以交由金开盛电子帮助实验测试后确定最终合适的产品。

 

02

瞬态抑制二极管TVS选型

 


TVS作为二极管大家庭的一员,型号众多,那么我们应该怎么去选择适合自己的TVS型号呢?其实很简单:   1.确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。如果是交流电,应计算出最大值,即用有效值*1.414。   2.TVS管的反向变位电压即工作电压(VRWM)--选择TVS的VRWM等于或大于上述步骤1所规定的操作电压。这就保证了在正常工作条件下TVS吸收的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电压高于TVS的VRWM,TVS将吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态,从而影响电路的工作。   3.所选TVS的最大箝位电压(VC)应低于被保护电路所允许的最大承受电压。   4.最大峰值脉冲功率:确定电路的干扰脉冲情况,根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间,确定能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲功率。   5.在确定了TVS的最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。   6.单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲,其实并非如此。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路只有正向电平信号,那么单向TVS就足够了。TVS操作方式如下:正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态;反向浪涌时,TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。在低电容电路里情况就不是这样了。应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。   7.如果知道比较准确的浪涌电流IPP,那么可以利用VC来确定其功率,如果无法确定功率范围,一般来说,选择功率大一些比较好。   8.直流保护一般选用单向TVS二极管,交流保护一般选用双向TVS二极管,多路保护选用TVS阵列器件,大功率保护选用TVS专用保护模块。特殊情况,如:RS-485和RS-232保护可选用双向TVS二极管或TVS阵列。   9.TVS二极管可以在-55℃到+150℃之间工作,如果需要TVS在一个变化的温度下工作,由于其反向漏电流ID是随温度的增加而增大;功耗随TVS结温度增加而下降,故在选用TVS时应考虑温度变化对其特性的影响。   10.TVS二极管可以串/并应用,串行连接分电压,并行连接分电流。但考虑到TVS的离散性,使用时应尽可能地减少串/并数量。  


03

陶瓷气体放电管GDT选型

陶瓷放电管用陶瓷密闭封装,内部由两个或多个带间隙的金属电极,充以惰性气体氩气,氖气构成,当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时,气体放电管开始放电,由高阻抗变成低阻抗,使浪涌电压迅速短路至接近零电压,并将过电流释放入地,从而对后续电路起到保护作用,既然陶瓷气体放电管有着如此作用,那么我们对于陶瓷气体放电管该如何选型呢?

在快速脉冲冲击下,陶瓷气体放电管气体电离需要一定的时间(一般为0.2~0.3μs,最快的也有0.1μs左右),因而有一个幅度较高的尖脉冲会泄漏到后面去。

若要抑制这个尖脉冲,有以下几种方法:

a、在放电管上并联电容器或压敏电阻;

b、在放电管后串联电感或留一段长度适当的传输线,使尖脉冲衰减到较低的电平;

c、采用两级保护电路,以放电管作为第一级,以TVS管或半导体放电管作为第二级,两级之间用电阻、电感或自恢复保险丝隔离。

直流击穿电压Vsdc的选择:直流击穿电压Vsdc的最小值应大于可能出现的最高电源峰值电压或最高信号电压的1.2倍以上。

冲击放电电流的选择:要根据线路上可能出现的最大浪涌电流或需要防护的最大浪涌电流选择。放电管冲击放电电流应按标称冲击放电电流(或单次冲击放电电流的一半)来计算。

陶瓷气体放电管因击穿电压误差较大,一般不作并联使用。

续流问题:为了使放电管在冲击击穿后能正常熄弧,在有可能出现续流的地方(如有源电路中),可以在放电管上串联压敏电阻或自恢复保险丝等限制续流,使它小于放电管的维持电流。

另外需要注意的是,应该根据产品大小选择适合体积大小的放电管。






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