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智能电网端口保护:这不是一颗“料”在战斗!

作者:时间:2017-07-04来源:电子产品世界

  今天,做一个产品或系统的电路保护方案,特别是等工业应用的端口保护设计,就像是组织一场足球比赛的防御战:你需要有大牌的球(yuan)星(jian),还需要有将他们捏合在一起的战术,去抵御来自对手的每一次可能的“进攻”。这其中的门道儿不少,但也有套路可寻,今天我们就来看看世健(Excelpoint)作为工业电路保护界的“豪门”,是怎么玩儿的。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201707/361337.htm

  那些明星元件

  先来细数一下世健帐下那些在上可堪重用的电路保护元件“球星”,它们大多来自Bourns公司,每颗料都很有“料”。比如:

  TBU高速保护器:作为基于半导体技术的电路保护器件,其过流保护的响应速度极快,一般只需200nS就可确保将浪涌电流隔绝在外,与速度慢、耐压低的PPTC等过流保护器件相比,优势明显。同时TBU可以阻挡850V的高压,具有双向保护的特性,可自恢复,线路上产生的容性小。因此它自诞生之日起,一直是Bourns公司引以为傲的明星器件。

  TCS高速保护器:同样采用了半导体工艺的限流器件,同样很快,响应时间仅50nS(其他的限流保护元件通常是毫秒级),精度高、无损耗、可靠性强,为超高速差分线提供过流保护。

  GDT气体放电管:不可或缺的过压保护元件。而Bourns产品的特异之处,在于其开发了一种创新的FLAT皱接工艺GDT,令GDT的尺寸大大瘦身,同时保持了其电气隔离能力和电路处理能力,在业界独树一帜。

  TISP晶闸管:一种与MOV和TVS不同的固体放电管,由于采用半导体工艺,响应速度更快,寿命比GDT长,主要用于信号回路的防雷保护,可在纳秒级时间内将电压箝位于比击穿电压更低的0V的水平上。

  Power TVS:顾名思义,是高功率的TVS,通流量大,工作范围宽,适用于电力和工业领域。和MOV相比,PTVS提供了更加严格的箝位电压,没有损耗机制,可以提供更可靠的保护。

  SPD浪涌保护器:实力选手,额定电流可达100千安,而竞争对手只有几十千安。

  实际上,除了上述的几个明星产品,对于要求完整的初级、二级、三级安全防护的工业系统,世健科技还可提供更全面的Bourns电路保护元器件,可以说其在比赛中的“板凳深度”还是相当可观的。

  图1:端口防护三级保护,以及备选元器件

  战术演练:完整解决方案

  当然,如我们在文章开头时所说,全面可靠的电路保护单靠堆砌明星是不够的,还需要基于实战的需要,根据每个元器件的特点,形成针对性的“战术方案”,才能确保万无一失。

  世健在智能电网端口保护上,已经形成的多套“战术演练”,即完整的解决方案,包括RS232、RS485/RS422、CAN、以太网、USB、SIM 卡ESD防护等等。

  在这些方案的设计中,世健从三个方面进行了缜密的考虑。一是从实际应用的安规要求出发选择最适合的元器件组合,毕竟满足安规是硬道理。二是根据元器件自身的特点相互补位,取长补短。比如TUB虽然在电流保护响应速度等性能上独步天下,但是耐受瞬态高压冲击方面是个弱点,因此就需要和高性能的GDT配合使用,才更为稳妥,这必须是在方案中考虑到的。三是尽量选择核心料号,最大限度保护客户在价格、供货保障方面的利益。通过上述三方面的考虑,才能确保最终方案的有效性和可行性。

  可以说,在智能电网端口保护的战斗中,来自Bourns公司的明星元器件产品提供了基本面的支撑,世健针对性的战术方案让每个元器件的特长得以充分发挥,进而盘活了全局。如果要做个总结的话,那就是——在电路保护这件事儿上,永远不是一颗“料”在战斗,好的整体方案才能让你从头赢到尾。

    

  图2:RS232端口保护方案

    

  图3:RS485端口保护方案

    

  图4:RS422端口保护方案

    

  图5:CAN端口保护方案

    

  图6:以太网端口保护方案

    

  图7:USB端口保护方案

    

  图8:SIM卡ESD保护方案



关键词: 智能电网 MOSFET

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