关于过电压按捺
瞬变要挟—什么是瞬变?
电压瞬变的界说是电能的短时激增,它们是从前存储的电能或许经过其他办法(比方大电感负载或雷电)引进的电能的忽然开释的成果。在电气或电子电路中,这种能量可以经过操控开关动作,或经过随机诱导来从外源的电路中以一种可猜测的办法得到开释。
重复性瞬变常常归因于电动机、发电机或许反响性电路原件的切换。而另一方面,随机瞬变一般是由闪电和静电放电(ESD)引起的。闪电和ESD的发生一般是不行预知的,并或许需要对精密监测进行准确的测算,特别是当瞬变在电路板层面上诱发的情况下。许多电子规范作业组运用公认的检测或测验办法现已对瞬变电压进行了剖析。几种瞬变的要害特性如下表所示:
表1:瞬变来历举例以及强度。
瞬变电压尖峰的特性
瞬变电压尖峰一般呈现出一个“双指数”动摇。关于闪电和ESD这两种瞬变源,这种动摇如下图所示。
图1:闪电瞬变波形。
图2:ESD测验波形。
雷击的指数上升时间规模在1.2μsec到10_sec之间(基本上是10%到90%),持续时间在50_sec到1000_sec之间(峰值的50%)。另一方面,ESD是一种持续时间更短的事情。上升时间少于1.0ns也是典型特色。整个持续时间大约为100ns。
为什么瞬变益发令人担忧?
元件小型化导致对电应力的灵敏性添加。例如,微处理器具有无法应对ESD引起的高电流的结构和导电途径。此类元件在十分低的电压环境下作业,因而电压搅扰有必要加以操控,以避免设备中止以及潜在的或灾难性毛病。
现在,灵敏的微处理器在规模广泛的器材中得到遍及运用。从家用电器,如洗碗机,到工业操控,乃至玩具中都会运用微处理器来进步功能性和功率。
现在大多数车辆也会选用多个电子体系来操控发动机、车内温度、刹车,或许在某些情况下,操控转向、牵引体系和安全体系。
许多电器和轿车内的子组件或支撑组件(如电动马达或附件)都会将整个体系暴露在瞬变要挟之下。
精心的电路设计不只要考虑环境场景,还要计入这些相关组件的潜在影响。表2列出了各种组件技能的易损性。
表2:器材易损性的规模。
瞬变电压情境
静电放电(ESD)
静电放电的特色是十分快速的上升时间、十分高的峰值电压和电流。这种能量是物体之间正负电荷不平衡的成果。
日常活动所发生的静电放电会远远超越规范半导体技能的易损性阈值。以下是几个比如:
● 走过地毯:
35kV @ RH = 20%; 1.5kV @ RH = 65%
● 走过塑料地上:
12kV @ RH = 20%; 250V @ RH = 65%
● 工人在作业台上作业:
6kV @ RH = 20%; 100V @ RH = 65%
● 乙烯信封:
7kV @ RH = 20%; 600V @ RH = 65%
● 从工作桌上拿起塑料袋:
20kV @ RH = 20%; 1.2kV @ RH = 65%
闪电感应瞬变
一次直接的雷击显然是毁灭性的,然而由闪电引起的瞬变并不是直接雷击的成果。
当雷击发生时,雷击事情可发生能在邻近电缆上引起大幅度瞬变的磁场。云到云的雷击不只会影响到架空电缆,还能影响到埋地电缆。一个即使是1英里外(1.6公里)的雷击也会在电缆上发生70伏的电压。在云对地的雷击中(如下图所示),所发生的瞬变影响更大。此图显现了感应雷电搅扰的典型电流波形。
电感负载切换
电感负载的切换发生高能量瞬变,会随不断添加的重负载大幅添加。当电感负载被堵截时,溃散的磁场被转换成呈现为一个双指数瞬变的电能。取决于不同的来历,这些瞬变的强度可高达数百伏和数百安,持续时间达400毫秒。典型的感应瞬变来历包含:
● 发电机
● 继电器
● 马达
● 变压器
这些实例是电气和电子体系中所常见的。因为负载的巨细因运用而各有不同,波形、持续时间、峰值电流和峰值电压都是存在于实在国际的瞬变中的变量。一旦可以对这些变量进行估量,就可以挑选一种适宜的按捺器技能。
下图显现了因轿车充电体系的沟通发电机内的存储电流而发生的一次瞬变。
轿车中其他直流电动机也会导致相似的瞬变。例如,直流电动机电力设施,如电动锁、电动座椅和电动车窗。这些直流电动机的不同运用会对灵敏的电子元件发生与外部环境中所发生的瞬变相同有害的瞬变。
TVS(瞬态按捺二极管)产品选型攻略
TVS二极管(瞬态按捺二极管)被用于维护半导体元件免受高电压瞬变危害。它们的pn节具有比一般二极管的pn节更大的横截面积,使得它们可以将大电流接地而不遭受损坏。Littelfuse供给峰值额定功率在200W到30kW规模、反向断态电压在5V到512V规模的TVS二极管(瞬态按捺二极管)产品。
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