Ketahui perbezaan antara tiga peranti perlindungan surja utama—diod TVS, varistor, dan tiub pelepas gas—berdasarkan masa tindak balas, kapasiti arus surja, dan voltan klam untuk membantu anda memilih penyelesaian perlindungan kilat yang terbaik bagi aplikasi anda.
1. Mengapakah Perlindungan Kejutan Kilat Adalah Penting?
Semasa ribut petir, nyahcas kilat yang kuat menghasilkan puluhan elektromagnetik (EMP) berskala besar. Kejutan voltan/arus tinggi ini boleh bercantum ke dalam litar dalaman melalui talian kuasa, talian isyarat, atau sistem pembumian, yang seterusnya menyebabkan:
Kegagalan litar bersepadu (ICs)
Gangguan pada sistem komunikasi
Anomali keluaran sensor
Pemanasan berlebihan dan kerosakan pada peranti kuasa
Kehilangan data dalam unit memori/storan
Dalam aplikasi yang tinggi kebolehpercayaannya seperti kawalan industri, sistem kuasa, peralatan rangkaian, dan kamera pengawasan, pemasangan peranti perlindungan kejutan telah menjadi keperluan reka bentuk keselamatan yang wajib.
2. Gambaran Keseluruhan Tiga Peranti Perlindungan Lonjakan Utama
|
Jenis peranti |
Singkatan Bahasa Inggeris |
Jenis kerja |
Adakah ia boleh dijelmukkan |
|
Diod TVS |
TVS |
Jenis had tekanan |
✅ Boleh Dijelmukkan |
|
Varistor |
Mov |
Jenis had tekanan |
❌ Berasingan |
|
Tiub Pelepasan Gas |
GDT |
Jenis Suis |
❌ Berasingan |
Tiga jenis komponen ini — diod TVS, varistor, dan tiub pelepasan gas — sama ada merupakan peranti perlindungan jenis pemegang atau jenis pensuis. Fungsi mereka adalah untuk dengan segera memesongkan voltan tinggi transien ke bumi atau laluan alternatif, mengurangkan voltan baki dan melindungi litar utama.
3. Perbandingan Terperinci Parameter Prestasi Utama
3.1 Masa Tindak Balas
Diod TVS: < 1ns (pada tahap piksaat), sesuai untuk penekanan transien ultra pantas seperti puls ESD dan EFT.
Varistor: Masa tindak balas biasa dalam puluhan hingga ratusan nanosaat, sesuai untuk gangguan kelajuan sederhana.
GDT: Tindak balas paling perlahan (25–100ns atau lebih), sesuai untuk menyerap kejutan tenaga tinggi.
Kesimpulan: Untuk tindak balas terpantas, TVS adalah pilihan terbaik.
3.2 Keupayaan Arus Gegar
Diod TVS: Dalam puluhan hingga ratusan ampere (bentuk gelombang 8/20μs), untuk aplikasi kuasa rendah.
Varistor: 1kA–40kA bergantung kepada spesifikasi, sesuai untuk sistem kuasa sederhana.
GDT: 10kA–100kA, dan sangat rintang terhadap kejutan berulang (>500 kali).
Kesimpulan: Untuk aplikasi arus tinggi, GDT adalah ideal.
3.3 Voltan Pemegat
Diod TVS: Voltan pemegat yang tepat, sedikit di atas voltan lutsuh.
Varistor: Julat voltan clamping yang luas, kurang tepat berbanding TVS.
GDT: Mengalirkan arus selepas kegagalan dengan rintangan rendah, tetapi pemulihan perlahan dan voltan clamping tidak stabil.
Kesimpulan: Untuk litar yang memerlukan kawalan voltan yang tepat, TVS adalah pilihan utama.
3.4 Jangka Hayat & Ketahanan
Diod TVS: Sesuai untuk kejadian surge yang terhad; model gred industri disyorkan.
Varistor: Mudah haus; ciri-ciri elektrik merosot dengan penggunaan.
GDT: Rintangan surge terbaik dan jangka hayat panjang, sesuai untuk kejadian surge kerap.
Kesimpulan: Gunakan GDT dalam persekitaran luar atau berisiko tinggi.
3.5 Integrasi & Fleksibiliti Reka Bentuk
Diod TVS: Boleh diintegrasikan dengan penapis EMI/RFI; sesuai untuk reka bentuk padat.
Varistor & GDT: Peranti diskret yang besar; tidak sesuai untuk susun atur PCB berkepadatan tinggi.
Kesimpulan: TVS sesuai untuk peranti pintar dan elektronik kompak.
4. Senario Aplikasi Yang Disyorkan
|
Kawasan aplikasi |
Konfigurasi Yang Disyorkan |
Menunjukkan |
|
USB/HDMI/Antara Muka Kelajuan Tinggi |
Tatasusunan TVS |
Menekan ESD dan transien pantas, melindungi port I/O |
|
Penukar Kuasa/Pemandu LED |
MOV + TVS |
MOV menyerap tenaga utama, TVS mengklamp voltan baki |
|
Pelabuhan jaringan RJ45 |
GDT + TVS + Gegelung Mod Biasa |
Perlindungan berperingkat, mematuhi IEC61000-4-5 |
|
Peralatan Pengawasan/Industri |
GDT + MOV + TVS |
Perlindungan sepenuhnya, meningkatkan ketahanan terhadap kejutan elektrik |
|
Stesen Telecom/Nodus Voltan Tinggi |
GDT Kuasa Tinggi + TVS Berperingkat |
Mengendalikan kejutan kilat, meningkatkan perlindungan sistem |
5. Strategi Perlindungan Tiga Peringkat: Reka Bentuk Keselamatan Berkualiti Tinggi
Senibina perlindungan tipikal terdiri daripada tiga peringkat:
Perlindungan Primer: Gunakan GDT atau pencengkam kilat untuk menyerap tenaga surja utama
Perlindungan Sekunder: Gunakan MOV untuk menyerap tenaga yang tinggal
Perlindungan Tertier: Gunakan TVS untuk mengurung voltan baki akhir dan melindungi IC
Reka bentuk ini memberi keseimbangan antara kelajuan tindak balas, keupayaan arus, dan kawalan voltan—menjadikannya penyelesaian pilihan untuk perlindungan surja moden.
6. Kesimpulan
Tiada satu peranti sahaja yang dapat memenuhi semua keperluan perlindungan surja:
Untuk tindak balas yang cepat: pilih TVS
Untuk pengendalian arus tinggi: pilih GDT
Untuk keseimbangan kos dan prestasi: pilih MOV
Reka bentuk optimum harus menggabungkan ketiga-tiga peranti ini mengikut voltan sistem, jenis antaramuka, dan keadaan persekitaran bagi memaksimumkan kebolehpercayaan.
EN
