A Dadansoddiad Manwl o Ddiogelu rhag Taraniaethau: Cymhariaeth Gynhwysfawr o Diodau TVS, Varistors a Thwbiau Gwared Tâl

1. Pam Yw'r Angen Am Ddiogelwch Rhag Fflipiau Taran?

Yn ystod stormoedd taran, mae disgyrchion taran pwerus yn cynhyrchu pulsys elecromagnetig (EMP) ar raddfa fawr. Gall y fflipiau hyn o uwch-voltedd/uwch-rentau amlwg gysylltu â chwrafolion mewnol trwy linellau pŵer, linellau arwyddion, neu systemau gwthio, gan arwain at:

Methiant a cholliadau ar gydrannau trydanol (ICs)

Torri i weithrediad y systemau heibio

Amharodau ar allbwn y senysorau

Gor-wresogi a chamheintio dyfeisiau pŵer

Colled data yn unedau cofrestr/storio

Mewn apymau meistrliw sy'n gofyn am hydrefn eang fel rheoli diwydiannol, systemau pŵer, offer rhwydwaith, a chamerau amgylchynol, mae gosod dyfeisiau effeithiol ar gyfer amddiffyn rhag fflipiau yn ddymchweladwy ran o ddyluniad diogelwch.

2. A overview o'r Tair Math o Ddyfais Diogelu o Ffrwydro ar Hael

Mae'r tri pherthnas hyn—diodyddion TVS, amrywir a thriodiau gwasgarth gas—naill ai'n ddioddefai clampio neu ddyfais diogelwch newid. Mae eu swyddogaeth yn symud uchafbwynt trowch drosglwydd i'r llawr neu fympas, gan leihau'r pŵer wedi cwmpas a diogelu'r cylched sylfaenol.

3. Cymhariaeth Bellach o Baramedrau Perfformiad Sylfaenol

3.1 Amser Ateb

Diod TVS: < 1ns (lefel picosecond), addas ar gyfer crymu trowydau ultra gyflym fel ysgwythradau ESD a EFT.

Gwrthwynebiadur: Amser ateb nodweddiadol o deng i gannoedd o filwnyddoedd, addas ar gyfer trowydau cyfraddol gyflym.

GDT: Ymateb mwyaf araf (25–100ns neu fwy), addas ar gyfer hymestyn trowydau uchel-energi.

Crynodeb: Ar gyfer ymateb mwyaf cyflym, mae TVS yn y ddewis gorau.

3.2 Gallu Cyfred Trowyd

Diod TVS: Degau i gannoedd o amperau (donffurf 8/20μs), ar gyfer aplicaethau isel-rŵan.

Gwrthwynebiadur: 1kA–40kA yn dibynnu ar barometrau penodol, addas ar gyfer systemau canol-rŵan.

GDT: 10kA–100kA, ac yn erbynwythgar i ailadrodd trowydau (>500 o weithiau).

Crynodeb: Ar gyfer aplicaethau cyfred uchel, mae GDT yn addas.

3.3 Voltedd Clamping

Diod TVS: Gwelliant clamping volt, ychydig uwch na'r pwynt torri.

Gwrthsefyllwr: Amrywiaeth eang yn y gwelliant volt, llai manwl na TVS.

GDT: Mae'n gweithredu ar ôl torri â chyfer resistance is, ond adferiad araf a gwelliant ansefydlog.

Cwyn: Ar gyfer cylchoedd sydd angen rheoli voltedd union, mae TVS yn fath dewis.

3.4 Oes a Chynhyrchiadwyedd

Diod TVS: Addas ar gyfer digwyddiadau torfol cyfyngedig; modelau gradd y diwydiant yn argymhellir.

Gwrthsefyllwr: Yn egwyddor i oedreiddio; nodweddion trydanol yn gwaelhau dros amser.

GDT: Y gwelliant torfol gorau a hyd oes hir, addas ar gyfer torfol aml.

Cwyn: Defnyddiwch GDT mewn amgylcheddion peryglus neu allanol.

3.5 Integreiddio & Hygrededd Dylunio

Diod TVS: Gellir ei integreiddio â ffiltrow EMI/RFI; addas ar gyfer dyluniadau crynhyrchol.

Gwerdydd a GDT: Dyfeisiau ar wahân amlwg; nid o ddigon i orchuddiau PCB dwys pelydr.

Crynodeb: Mae TVS yn addas ar gyfer dyfeisiau smart a thrionglau crynhyrchol.

4. Scenarioau Cymhwyster A Argymhellir

5. Strategaeth Drioedd Diogelu: Dyluniad Tarau Gredadwy

Architecure diogelu arferol yn cynnwys tair lefel:

Diogelu Cyntafol: Defnyddiwch GDT neu ddiffoddion taro i chwilio'r rhan fwyaf o egni'r taro

Diogelu Ail-olaf: Defnyddiwch MOV i chwilio'r egni sydd wedi ei gadael

Diogelu Trydyddol: Defnyddiwch TVS i glampio'r olwch gwael a diogelu'r ICau

Mae'r architecure hon yn cydbwyso cyflymder ymateb, gallu cyfred a rheoli'r olwch - gan ei wneud yn ateb a ddewisir ar gyfer diogelu taro fodern.

6. Cyflwyniad

Nid un offeryn fydd yn bodloni pob gofynion amddiffadu taro:

Ar gyfer ymateb cyflym: dewiswch TVS

Ar gyfer trin cyfredol uchel: dewiswch GDT

Ar gyfer gwared-buddsoddiad o ran costau: dewiswch MOV

Dylai'r dyluniad optimol gyfuno'r tri ddyfais hyn yn ôl pŵer y system, math o ryngwyneb, a chyflwr amgylcheddol er mwyafrif addewid.