کاربردهای دیودها در حفاظت از ولتاژ تجهیزات ارتباطی چیست؟

1. تهدیدات رعد و برق و الزامات حفاظت از رعد و برق که توسط ماژول های ارتباطی روبرو هستند
(1) تهدید صاعقه
رعد و برق یک پدیده طبیعی پیچیده است که پالس های الکترومغناطیسی (LEMPs) را با خصوصیاتی مانند انرژی بالا ، طیف فرکانس گسترده و زمان افزایش کوتاه تولید می کند. هنگامی که رعد و برق به خطوط ارتباطی یا ساختمانهای اطراف حمله می کند ، می تواند ولتاژ ناشی از خطوط ارتباطی ایجاد کند ، با دامنه ها به هزاران ولت یا حتی بالاتر می رسد و مدت زمان از چند نانو ثانیه تا چند میکرو ثانیه. علاوه بر این ، رعد و برق همچنین ممکن است از طریق خطوط برق به ماژول های ارتباطی انجام شود و باعث افزایش قدرت شود. اگر این ولتاژهای گذرا و بیش از حد به طور موثری سرکوب نشوند ، آنها به طور مستقیم بر اجزای الکترونیکی حساس در ماژول ارتباطی تأثیر می گذارند و باعث آسیب هایی مانند تجزیه مؤلفه و فرسودگی می شوند.
(2) الزامات حفاظت از رعد و برق
برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد ماژول های ارتباطی در محیط های رعد و برق ، باید اقدامات حفاظت از رعد و برق چند- انجام شود. در میان آنها ، استفاده از دیودهای تلویزیون برای محافظت محلی در داخل ماژول ارتباطی یک وسیله مهم است. دیودهای تلویزیون می توانند به سرعت در هنگام وقوع ولتاژهای گذرا انجام دهند ، ولتاژ را در یک سطح ایمن ببندید و بیش از حد را به زمین تخلیه کنید و از این طریق از اجزای کلیدی مانند تراشه ها و مدارهای داخل ماژول ارتباطی از آسیب رعد و برق محافظت کنید.
2. اصل کار و پارامترهای کلیدی دیود تلویزیون
(1) اصل کار
دیود TVS نوع خاصی از دیود است که در عملکرد عادی در حالت امپدانس بالایی قرار دارد و تقریباً هیچ تاثیری در عملکرد طبیعی مدار ندارد. هنگامی که یک ولتاژ گذرا در مدار رخ می دهد ، دیود TVS به سرعت پاسخ می دهد ، و محل اتصال داخلی PN آن تحت تجزیه بهمن قرار می گیرد و از حالت مقاومت بالا به حالت مقاومت کم منتقل می شود و باعث می شود که ولتاژ بیش از حد به زمین باشد. پس از ناپدید شدن ولتاژ گذرا ، دیود تلویزیون به طور خودکار برای ادامه محافظت از مدار به حالت مقاومت بالا باز می گردد.
(2) پارامترهای کلیدی
ولتاژ Breakdown (VBR): به مقدار ولتاژ اشاره دارد که در آن دیود TVS شروع به انجام می کند. در هنگام انتخاب ، ولتاژ خرابی مناسب باید بر اساس ولتاژ عملیاتی طبیعی مدار محافظت شده انتخاب شود. به طور کلی ، ولتاژ تجزیه باید بیشتر از حداکثر ولتاژ عملیاتی مدار محافظت شده باشد ، در حالی که حاشیه خاصی را ترک می کند.
ولتاژ گیره (VC): وقتی دیود تلویزیون روشن می شود ، ولتاژ در هر دو انتها در مقدار ولتاژ گیره بسته می شود. هرچه ولتاژ بستن پایین تر باشد ، اثر محافظت در مدار محافظت شده بهتر می شود.
ظرفیت حمل فعلی (IPP): به حداکثر جریان پالس اوج اشاره دارد که یک دیود تلویزیون می تواند در برابر آن مقاومت کند. هرچه ظرفیت حمل جریان بزرگتر باشد ، انرژی صاعقه ای که دیودهای تلویزیون می توانند در برابر آن مقاومت کنند قوی تر می شوند.
زمان پاسخ (TR): به زمان لازم برای دیود تلویزیون برای شروع کار از تشخیص ولتاژ گذرا اشاره دارد. هرچه زمان پاسخ کوتاهتر باشد ، اثر سرکوب بر ولتاژ گذرا بهتر می شود.
3. انتخاب دیودهای تلویزیون در ماژول های ارتباطی
(1) بر اساس ولتاژ کار ماژول ارتباطی انتخاب کنید
ماژول ارتباطی دارای سطح ولتاژ کار متفاوتی مانند 3.3V ، 5V ، 12V و غیره است. هنگام انتخاب دیودهای تلویزیون ، باید اطمینان حاصل شود که ولتاژ تجزیه آنها بیشتر از حداکثر ولتاژ عملیاتی ماژول ارتباطی است ، در حالی که عواملی مانند نوسانات ولتاژ را در نظر می گیرد و حاشیه ایمنی خاصی را ترک می کند. به عنوان مثال ، برای یک ماژول ارتباطی با ولتاژ کار 3.3 ولت ، یک دیود تلویزیون با ولتاژ خرابی در حدود 5 ولت انتخاب می شود.
(2) نوع رابط را بر اساس ماژول ارتباطی انتخاب کنید
ماژول های ارتباطی به طور معمول دارای چندین رابط مانند درگاه های سریال ، درگاه های اترنت ، رابط های USB و غیره هستند. انواع مختلفی از رابط ها دارای نیازهای مختلف محافظت از رعد و برق هستند ، بنابراین لازم است دیودهای مناسب برای محافظت را انتخاب کنید.
پورت سریال: سیگنال های پورت سریال معمولاً سیگنال های سرعت {{0} کم هستند و به ظرفیت نسبتاً کم نیاز دارند. شما می توانید دیودهای یک طرفه یا دو طرفه را برای محافظت انتخاب کنید ، مانند دیودهای یک طرفه سری SMAJ.
پورت اترنت: پورت اترنت دارای نرخ انتقال بالا و الزامات دقیق برای یکپارچگی سیگنال و ظرفیت است. خازن کم و پاسخ سریع تلویزیون باید برای محافظت ، مانند آرایه دیود تلویزیون سری SRV05-4 انتخاب شود.
رابط USB: رابط های USB دارای استانداردهای مختلفی مانند USB 2.0 و USB 3.0 هستند که همچنین نیازهای مختلفی برای محافظت از رعد و برق دارند. برای رابط های USB 2.0 ، بسته کوچک ، تلویزیون های کم خازن مانند Diodes مانند USBLC6-} 2Sc6 می تواند انتخاب شود. برای رابط های USB 3.0 ، لازم است دیودهای تلویزیون با عملکرد بالاتر را انتخاب کنید تا نیازهای انتقال سریع آنها را برآورده کنید.
(3) بر اساس سطح حفاظت از رعد و برق انتخاب کنید
سناریوهای مختلف کاربردی نیازهای متفاوتی برای سطح حفاظت از رعد و برق دارند. در مناطقی که دارای فعالیت رعد و برق مکرر هستند ، لازم است دیودهای تلویزیون با ظرفیت حمل جریان بزرگتر و سطح حفاظت بالاتر انتخاب شود. به عنوان مثال ، در ایستگاه های پایه در فضای باز و سناریوهای دیگر ، دیودهای تلویزیونی با ظرفیت فعلی چندین کیلووات ، مانند سری 5KP High- Diodes Diodes ، انتخاب می شوند.
4. طرح برنامه دیود تلویزیون در ماژول ارتباطی
(1) محافظت از خط برق
خط برق ماژول ارتباطی یکی از اصلی ترین راه ها برای حمله به رعد و برق است. در انتهای ورودی برق ، می توان یک طرح حفاظت از سطح چند {1} را تصویب کرد. سطح اول می تواند از لوله های تخلیه گاز (GDT) یا واریستور (MOV) برای محافظت خشن استفاده کند و بیشتر انرژی صاعقه را به زمین آزاد کند. سطح دوم از دیودهای تلویزیون برای محافظت خوب استفاده می کند و ولتاژهای گذرا مانده باقیمانده را در سطح امن قرار می دهد. به عنوان مثال ، یک واریستور می تواند به صورت سری در انتهای ورودی برق وصل شود و به دنبال آن یک دیود تلویزیون به طور موازی ، مانند سری SMAJ.
(2) محافظت از خط سیگنال
برای خطوط سیگنال ماژول ارتباطی ، دیودهای مناسب تلویزیون باید براساس نوع و میزان سیگنال برای محافظت انتخاب شوند. دیودهای موازی در هر دو انتهای خط سیگنال متصل می شوند. هنگامی که یک ولتاژ گذرا در خط سیگنال رخ می دهد ، دیود TVS به سرعت ولتاژ را به زمین انجام می دهد و تخلیه می کند ، از خط سیگنال و تراشه انتهای {{2} محافظت می کند. به عنوان مثال ، دیودهای دو طرفه مانند دیودهای دو طرفه سری SM8S می توانند برای محافظت در خطوط سیگنال RS-485 استفاده شوند.
(3) طراحی زمینی
زمینه سازی خوب کلید اصلی عملکرد مؤثر محافظت از رعد و برق در دیودهای تلویزیون است. زمینه سازی ماژول های ارتباطی باید از اصل اتصال تجهیزات ، اتصال پوشش فلزی ، زمین برق ، زمین سیگنال و غیره از طریق هادی های امپدانس کم و به طور قابل اطمینان آنها را دنبال کند. مقاومت زمینی باید تا حد امکان کوچک باشد ، به طور کلی کمتر از 4 Ω. در عین حال ، باید به جلوگیری از تولید حلقه های زمینی و کاهش تداخل الکترومغناطیسی توجه شود.
https://www.trsemicon.com/diode/dip {2 }Diode/mbr10200.html