لائٹننگ سرچ پروٹیکشن کا جامع تجزیہ: ٹی وی ایس ڈائیوڈز، ویرسٹرز، اور گیس ڈسچارج ٹیوبس کا مکمل موازنہ

1. بجلی کے جھٹکوں سے حفاظت ضروری کیوں ہے؟

طوفان کے دوران، طاقتور بجلی کی توانائی بڑے پیمانے پر الیکٹرو میگنیٹک پلسز (ای ایم پی) پیدا کرتی ہے۔ یہ عارضی بلند ولٹیج/بلند کرنٹ کے جھٹکے پاور لائنوں، سگنل لائنوں، یا زمینی نظام کے ذریعے اندر والے سرکٹس میں منتقل ہو سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں:

انضمامی سرکٹس (آئی سیز) کا خراب ہونا اور ناکامی

مواصلاتی نظام کا متاثر ہونا

سینسر کی آؤٹ پٹ میں غیر معمولیت

پاور ڈیوائسز کو گرم ہونے اور خرابی

میموری/اسٹوریج یونٹس میں ڈیٹا کا نقصان

اہم درخواستوں میں جیسے صنعتی کنٹرول، پاور سسٹمز، نیٹ ورک کے سامان، اور نگرانی کیمرے میں مؤثر کرنٹ سے حفاظت کے آلے لگانا ایک لازمی حفاظتی ڈیزائن کی ضرورت بن چکا ہے۔

2. تین اہم سر جی ڈیوائسز کا جائزہ

یہ تینوں قسم کے کمپونینٹس - ٹی وی ایس ڈایڈ، ویرسٹرز اور گیس ڈسچارج ٹیوبس - یا تو کلیمپنگ ٹائپ یا سوئچنگ ٹائپ حفاظتی ڈیوائسز ہوتی ہیں۔ ان کا مقصد منٹوں میں زائد ولٹیج کو زمین یا بائی پاس کی طرف موڑ دینا ہے، باقی ولٹیج کو کم کرنا اور مین سرکٹ کی حفاظت کرنا۔

3. کور کارکردگی کے اعداد و شمار کا گہرا موازنہ

3.1 ردعمل کا وقت

ٹی وی ایس ڈائیوڈ: < 1ns (پکو سیکنڈ سطح)، ایس ڈی اور ای ایف ٹی پلس جیسے الٹرافاسٹ ٹرانزسٹس کو دبانے کے لیے مناسب۔

وارسٹر: درجنوں سے سینکڑوں نینو سیکنڈ تک کا عام ردعمل، مدرم سپیڈ والے خلل کے لیے مناسب۔

جی ڈی ٹی: سب سے سستا ردعمل (25–100ns یا اس سے زیادہ)، زیادہ توانائی والے سرج کو سونگھنے کے قابل۔

نتیجہ: سب سے تیز ردعمل کے لیے، ٹی وی ایس بہترین انتخاب ہے۔

3.2 سرج کرنٹ کی صلاحیت

ٹی وی ایس ڈائیوڈ: دس سے سینکڑوں ایمپئیر (8/20μs ویو فارم)، کم طاقت کے اطلاق کے لیے۔

وارسٹر: 1kA–40kA تک خصوصیات پر منحصر، درمیانی طاقت کے نظام کے لیے مناسب۔

جی ڈی ٹی: 10kA–100kA، اور بار بار سرج (>500 بار) کے خلاف بہت زیادہ مزاحمت۔

نتیجہ: زیادہ کرنٹ والے اطلاق کے لیے، جی ڈی ٹی آدرش ہے۔

3.3 کلیمپنگ وولٹیج

ٹی وی ایس ڈایود: درست کلیمپنگ وولٹیج، تھوڑا سا بریک ڈاؤن وولٹیج سے زیادہ۔

وارسٹر: کلیمپنگ وولٹیج میں وسیع تبدیلی، ٹی وی ایس کے مقابلے میں کم درست۔

جی ڈی ٹی: بریک ڈاؤن کے بعد کم مزاحمت کے ساتھ کنڈکٹ کرتا ہے، لیکن ریکوری سست ہوتی ہے اور کلیمپنگ غیر مستحکم ہوتی ہے۔

نتیجہ: ولٹیج کنٹرول کی ضرورت والے سرکٹس کے لیے ٹی وی ایس کو ترجیح دی جاتی ہے۔

3.4 عمر اور دیمک

ٹی وی ایس ڈایود: محدود سرج واقعات کے لیے مناسب؛ صنعتی معیار کے ماڈلوں کی سفارش کی جاتی ہے۔

وارسٹر: عمر بڑھنے کا شکار؛ استعمال کے ساتھ برقی خصوصیات خراب ہوتی جاتی ہیں۔

جی ڈی ٹی: بہترین سرج مزاحمت اور طویل عمر، بار بار آنے والے سرج کے لیے موزوں۔

نتیجہ: زیادہ خطرے والے یا کھلے ماحول میں جی ڈی ٹی کا استعمال کریں۔

3.5 انضمام اور ڈیزائن لچک

ٹی وی ایس ڈایود: ای ایم آئی/آر ایف آئی فلٹرز کے ساتھ ضم کیا جا سکتا ہے؛ کمپیکٹ ڈیزائنوں کے لیے مناسب۔

وارسٹر اور جی ڈی ٹی: بھاری الگ الگ آلات؛ زیادہ گھنی پی سی بی ترتیب کے لیے موزوں نہیں۔

نتیجہ: ٹی وی ایس اسمارٹ ڈیوائسز اور کمپیکٹ الیکٹرانکس کے لیے مناسب ہے۔

4. سفارشی استعمال کے مراحل

5. ٹرپل اسٹیج پروٹیکشن حکمت عملی: ہائی ریلائبلٹی سرج ڈیزائن

typical پروٹیکشن آرکیٹیکچر تین لیولز پر مشتمل ہوتی ہے:

پرائمری پروٹیکشن: سرج انرجی کو جذب کرنے کے لیے GDT یا لائٹننگ ایریسٹرز استعمال کریں

سیکنڈری پروٹیکشن: باقی انرجی کو جذب کرنے کے لیے MOV استعمال کریں

ٹرٹیری پروٹیکشن: ICs کی حفاظت کرنے کے لیے فائنل ریزیجوئل وولٹیج کو کلیمپ کرنے کے لیے TVS استعمال کریں

یہ آرکیٹیکچر ریسپانس سپیڈ، کرنٹ کی صلاحیت اور وولٹیج کنٹرول کے درمیان توازن قائم کرتی ہے - جو موجودہ سرج پروٹیکشن کے لیے ترجیحی حل بناتی ہے۔

6. نتیجہ

کوئی بھی ایک ڈیوائس تمام سرج پروٹیکشن ضروریات کو پورا نہیں کر سکتی:

تیز ردعمل کے لیے: TVS کا انتخاب کریں

زیادہ کرنٹ ہینڈلنگ کے لیے: GDT کا انتخاب کریں

مارکیٹ میں قیمت و کارکردگی کے تناسب کے لحاظ سے بہترین آپشن: MOV کا انتخاب کریں

امتحانی طور پر بہترین ڈیزائن کو ان تینوں آلات کو سسٹم وولٹیج، انٹرفیس کی قسم، اور ماحولیاتی حالات کے مطابق جوڑنے سے حاصل کیا جائے گا تاکہ زیادہ سے زیادہ قابل اعتمادیت یقینی بنائی جا سکے۔