微電子設備防雷及電湧保護常用設計方法
發布時間:2013-02-28 責任編輯:hedyxing
【導讀】本文詳細介紹了防護雷電及過電壓的常用方法:分流、均壓、屏蔽、接地和保護。對構成浪湧保護器的內部器件如:放電管、壓敏電阻、TVS瞬態電壓抑製器、共模線圈等也有詳細介紹,且根據器件的各自特點設計理想的浪湧保護器。
微電子設備遭受雷電的危害
微電子設備由於雷擊放電或者電氣設備的開關操作而產生的過電壓對設備造成失效 、損sun壞huai的de實shi例li屢lv見jian不bu鮮xian,由you此ci造zao成cheng了le巨ju大da的de經jing濟ji損sun失shi。直zhi接jie損sun失shi通tong常chang反fan映ying設she備bei使shi用yong者zhe在zai硬ying件jian方fang麵mian的de損sun失shi,可ke以yi修xiu複fu或huo者zhe替ti換huan。然ran而er軟ruan件jian方fang麵mian的de損sun失shi以yi及ji設she備bei停ting機ji所suo造zao成cheng的de損sun失shi是shi無wu法fa彌mi補bu的de。對dui微wei電dian子zi設she備bei采cai取qu行xing之zhi有you效xiao的de保bao護hu措cuo施shi,實shi現xian對dui集ji成cheng度du越yue高gao而er耐nai受shou過guo電dian壓ya能neng力li越yue來lai越yue低di的de電dian子zi係xi統tong(設備)的可靠防護,盡量減小其遭受雷擊或衝擊過電壓的幹擾和損壞,已成為微電子設備可靠性工作中急需解決的問題。
微電子設備通常工作在低壓電網中,低壓電網中過電壓有四類:雷電引起的過電壓、靜電放電、操作過電壓以及工頻過電壓。過電壓通常以共模(過電壓在帶電導體或中性線和大地之間產生)和差模(過電壓在帶電導體之間產生)兩種幹擾方式幹擾低壓電網,其中雷電過電壓破壞性最大。

微電子防雷設計
過guo電dian壓ya的de傳chuan播bo主zhu要yao有you傳chuan導dao和he感gan應ying兩liang種zhong方fang式shi,傳chuan導dao過guo電dian壓ya是shi指zhi架jia空kong饋kui電dian線xian或huo通tong信xin線xian路lu遭zao受shou雷lei擊ji後hou高gao壓ya衝chong擊ji波bo形xing成cheng的de暫zan態tai過guo電dian壓ya,可ke達da幾ji十shi萬wan伏fu。該gai傳chuan導dao過guo電dian壓ya沿yan線xian路lu傳chuan播bo,高gao壓ya側ce4%的過電壓通過高低壓繞組及高低壓繞組間的耦合電容竄入到低壓側,造成低壓供電線路過電壓。
其中,幅值4KV以下的占91%,98%的過電壓幅值不會超過6KV,常chang常chang損sun壞huai線xian路lu上shang的de儀yi器qi和he設she備bei。另ling外wai電dian力li係xi統tong高gao壓ya側ce的de操cao作zuo過guo電dian壓ya,也ye有you可ke能neng侵qin入ru低di壓ya側ce用yong戶hu設she備bei。感gan應ying過guo電dian壓ya是shi指zhi落luo在zai線xian路lu附fu近jin的de雷lei擊ji,其qi雷lei電dian衝chong擊ji電dian流liu形xing成cheng的de輻fu射she電dian磁ci場chang可ke在zai閉bi合he回hui路lu中zhong產chan生sheng感gan應ying過guo電dian壓ya。
現在,微電子設備耐受過電壓強度低的主要原因是設備內部集成化程度越來越高,再加之內部工作電壓通常工作在5VDC。對一個使用220VAC繼電器的電路而言,在轉換操作時產生一個500V的耦合瞬態電壓,其過電壓幾乎不會造成任何損壞,因為該電壓並沒有超過額定電壓值的2.5倍,而且僅在微秒(μs)的時間範圍內出現。
但對於微電子設備中的集成電路而言,同樣的耦合過電壓在電路中已達到額定電壓值100倍,遠遠超出允許的2.5倍,肯定會造成IC的損壞,再加之IC的de抗kang破po壞huai強qiang度du比bi繼ji電dian器qi要yao低di若ruo幹gan個ge數shu量liang級ji。為wei防fang止zhi該gai過guo電dian壓ya破po壞huai高gao靈ling敏min度du電dian氣qi設she備bei,在zai可ke能neng出chu現xian此ci類lei高gao電dian壓ya的de導dao線xian上shang,必bi須xu在zai極ji短duan的de時shi間jian內nei與yu均jun壓ya等deng電dian位wei係xi統tong實shi現xian短duan路lu。
防雷及過電壓保護機理
在電子設備防雷及過電壓保護上,通常采用分流、均壓、屏蔽、接地及保護等方式。這種電子設備是目前雷電防護中不可缺少的一種裝置,過去也稱為“過電壓保護器(SPD)”。其作用就是把竄入電力線、信號傳輸線瞬時過壓限製在設備或係統所能承受的電壓範圍內,或將強大的雷電流泄流入大地,使被保護設備或係統不受衝擊。
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1、分流
對dui直zhi擊ji雷lei用yong接jie閃shan器qi引yin下xia線xian和he接jie地di裝zhuang置zhi或huo通tong過guo導dao電dian且qie接jie地di良liang好hao的de金jin屬shu購gou架jia將jiang雷lei電dian分fen流liu並bing引yin入ru大da地di,使shi之zhi盡jin量liang不bu流liu過guo被bei保bao護hu設she備bei和he器qi件jian。雷lei電dian流liu通tong道dao的de阻zu抗kang要yao低di,散san流liu要yao好hao,以yi降jiang低di電dian位wei,這zhe種zhong分fen流liu裝zhuang置zhi通tong常chang在zai高gao層ceng建jian築zhu上shang架jia裝zhuang避bi雷lei裝zhuang置zhi,並bing定ding期qi檢jian查zha接jie地di裝zhuang置zhi和he導dao電dian金jin屬shu構gou架jia的de接jie地di良liang好hao性xing。目mu前qian對dui高gao靈ling敏min度du電dian子zi設she備bei很hen難nan僅jin依yi靠kao一yi個ge“外部防雷設備”就達到保護目的,此外,還需考慮外部防雷設備給室內電氣設備帶來的EMC問題。通過防雷設備接收和排放雷電衝擊電流時,會出現電磁場影響,間接雷電效應產生的輻射電磁場強可達50KV/m,每(mei)平(ping)方(fang)米(mi)可(ke)產(chan)生(sheng)幾(ji)百(bai)伏(fu)的(de)電(dian)壓(ya)。從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)過(guo)電(dian)壓(ya)進(jin)入(ru)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)導(dao)線(xian)回(hui)路(lu)和(he)相(xiang)應(ying)數(shu)據(ju)線(xian)。如(ru)果(guo)雷(lei)電(dian)在(zai)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)附(fu)近(jin)或(huo)通(tong)過(guo)自(zi)然(ran)雷(lei)電(dian)電(dian)流(liu)通(tong)道(dao)擊(ji)中(zhong)地(di)下(xia),也(ye)會(hui)以(yi)同(tong)樣(yang)方(fang)式(shi)進(jin)入(ru)導(dao)線(xian)回(hui)路(lu)。
2、均壓
將同一樓層同一部位的電纜外皮、設備外殼、金屬構架(件)及管道等進行良好的電氣連接,以均衡電位。
3、屏蔽
采用屏蔽電纜,利用各種屏蔽箱(盒),法拉第籠和各種自然屏蔽體來阻擋侵入電子係統(設備)的電磁幹擾和過電壓能量。
4、接地
將所有金屬外殼、機架(構件)、管道、電纜金屬屏蔽層及穿線管連在一起,並與屏蔽籠及接地網就近連接。電氣和電子設備的防雷接地、工作接地及保護接地采用共地方式。
5、保護
在過電壓可能侵入的所有端口裝設必要的電湧吸收裝置和過電壓保護裝置,在計算機、電子係統引出的信號線及電源線上裝設多級保護,包括粗保護和細保護,將侵入的衝擊過電壓鉗製於允許的水平。
常用防雷及過電壓器件
目前常用的防雷及過電壓防雷器件有放電管(充氣式放電管)、壓敏電阻和瞬態電壓抑製器等。
1、氣體放電管
氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)為(wei)低(di)靈(ling)敏(min)度(du)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian),其(qi)工(gong)作(zuo)部(bu)分(fen)通(tong)常(chang)用(yong)玻(bo)璃(li)封(feng)裝(zhuang)或(huo)陶(tao)瓷(ci)封(feng)裝(zhuang),內(nei)部(bu)為(wei)一(yi)對(dui)相(xiang)互(hu)隔(ge)開(kai)的(de)冷(leng)陰(yin)極(ji)電(dian)極(ji),並(bing)充(chong)以(yi)一(yi)定(ding)壓(ya)力(li)的(de)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(多數為氬氣)。為了提高放電管的觸發概率,在放電管內還有助觸發劑,從結構上分二極型或三極型。
常用過電壓放電器可以排放10KA ( 8/20μs)以下的瞬態電流。氣體放電管的反應時間是指從外加電壓超過擊穿電壓到產生擊穿現象的時間,氣體放電管一般在μm微秒數量級。氣體放電管具有多種不同規格的直流擊穿電壓,其值取決於氣體的種類和電極間的距離等因素。
氣體放電管的電容量很小,一般≤1~5pF。它的工作原理是指當加至氣體放電管兩電極間電壓達到電極擊穿電壓Ubr時(shi),放(fang)電(dian)間(jian)隙(xi)立(li)即(ji)點(dian)火(huo)放(fang)電(dian),流(liu)通(tong)較(jiao)大(da)電(dian)流(liu),而(er)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)降(jiang)到(dao)電(dian)極(ji)間(jian)電(dian)弧(hu)電(dian)壓(ya),呈(cheng)現(xian)低(di)電(dian)阻(zu)。氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)可(ke)在(zai)直(zhi)流(liu)和(he)交(jiao)流(liu)條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用(yong),所(suo)選(xuan)用(yong)的(de)直(zhi)流(liu)放(fang)電(dian)電(dian)壓(ya)Udc≥Uo(Uo為線路正常工作的直流電壓);交流條件下使用時,Udc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)。
氣qi體ti放fang電dian管guan的de動dong作zuo時shi間jian在zai毫hao秒miao範fan圍wei內nei,廣guang泛fan用yong於yu遠yuan程cheng通tong訊xun領ling域yu,優you點dian是shi耐nai電dian流liu大da而er靜jing電dian容rong小xiao。缺que點dian是shi點dian火huo電dian壓ya高gao,且qie點dian火huo性xing能neng受shou到dao時shi間jian的de限xian製zhi。氣qi體ti放fang電dian管guan的de另ling一yi缺que點dian是shi可ke能neng出chu現xian電dian源yuan續xu流liu問wen題ti。氣qi體ti放fang電dian管guan點dian火huo以yi後hou,在zai電dian壓ya超chao過guo24V的(de)低(di)阻(zu)抗(kang)電(dian)路(lu),尤(you)其(qi)容(rong)易(yi)將(jiang)原(yuan)本(ben)隻(zhi)希(xi)望(wang)持(chi)續(xu)幾(ji)微(wei)秒(miao)後(hou)將(jiang)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)引(yin)起(qi)的(de)短(duan)路(lu)繼(ji)續(xu)保(bao)持(chi)下(xia)去(qu),結(jie)果(guo)是(shi)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)在(zai)瞬(shun)間(jian)會(hui)爆(bao)裂(lie)。因(yin)此(ci),在(zai)采(cai)用(yong)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)的(de)過(guo)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)線(xian)路(lu)裏(li),必(bi)須(xu)預(yu)設(she)一(yi)個(ge)斷(duan)路(lu)器(qi),以(yi)便(bian)在(zai)極(ji)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)將(jiang)電(dian)路(lu)切(qie)斷(duan)。
2、壓敏電阻
壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)瞬(shun)態(tai)電(dian)壓(ya)仰(yang)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)限(xian)壓(ya)型(xing)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)。利(li)用(yong)器(qi)件(jian)特(te)別(bie)敏(min)感(gan)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)特(te)性(xing),當(dang)過(guo)電(dian)壓(ya)出(chu)現(xian)在(zai)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)兩(liang)級(ji)間(jian),壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)壓(ya)箝(qian)位(wei)到(dao)一(yi)個(ge)相(xiang)對(dui)固(gu)定(ding)的(de)電(dian)壓(ya)值(zhi),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)後(hou)級(ji)電(dian)路(lu)的(de)保(bao)護(hu)。可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)代(dai)替(ti)瞬(shun)態(tai)仰(yang)製(zhi)二(er)極(ji)管(guan)、齊納二極管和電容器的組合。常用於過電壓保護的壓敏電阻有金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和碳化矽(SiC)兩類。壓敏電阻兩端正、反向都具有同二極管反向擊穿相類似的伏安特性,當作用在其兩端的電壓達到一定數值後,電阻對電壓十分敏感。
壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)最(zui)顯(xian)著(zhu)的(de)特(te)點(dian)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)特(te)性(xing)好(hao),電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)很(hen)寬(kuan),可(ke)從(cong)幾(ji)伏(fu)到(dao)幾(ji)千(qian)伏(fu),吸(xi)收(shou)電(dian)湧(yong)電(dian)流(liu)可(ke)從(cong)幾(ji)十(shi)安(an)到(dao)幾(ji)千(qian)安(an)培(pei),反(fan)應(ying)速(su)度(du)快(kuai),非(fei)線(xian)性(xing)指(zhi)數(shu)大(da),無(wu)極(ji)性(xing)、無續流、使用壽命長且成本低,多用於直流電源、交流電源、低頻信號線路和帶饋電線路等。在手機、手提電腦、PDA、數字相機、醫療儀器等設備上,表麵貼裝壓敏電阻應用最為廣泛。
壓敏電阻器在電路浪湧和瞬變防護時的應用大致可分四種類型:
1)在電源線之間和大地之間連接壓敏電阻
該(gai)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)使(shi)用(yong)最(zui)具(ju)代(dai)表(biao)性(xing)。在(zai)電(dian)源(yuan)線(xian)及(ji)長(chang)距(ju)離(li)傳(chuan)輸(shu)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)遇(yu)到(dao)雷(lei)擊(ji)而(er)使(shi)導(dao)線(xian)存(cun)在(zai)浪(lang)湧(yong)脈(mai)衝(chong)時(shi)對(dui)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。通(tong)常(chang)線(xian)間(jian)接(jie)入(ru)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)對(dui)線(xian)間(jian)的(de)感(gan)應(ying)脈(mai)衝(chong)有(you)效(xiao);而(er)線(xian)與(yu)地(di)間(jian)接(jie)入(ru)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)對(dui)傳(chuan)輸(shu)線(xian)和(he)大(da)地(di)間(jian)的(de)感(gan)應(ying)脈(mai)衝(chong)有(you)效(xiao)。若(ruo)對(dui)線(xian)間(jian)連(lian)接(jie)與(yu)線(xian)地(di)連(lian)接(jie)兩(liang)種(zhong)形(xing)式(shi)進(jin)行(xing)組(zu)合(he),則(ze)可(ke)對(dui)浪(lang)湧(yong)脈(mai)衝(chong)能(neng)起(qi)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)吸(xi)收(shou)作(zuo)用(yong)。
2)在負荷中的保護
將(jiang)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)並(bing)聯(lian)至(zhi)感(gan)性(xing)負(fu)載(zai)兩(liang)端(duan),主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)對(dui)感(gan)性(xing)負(fu)載(zai)突(tu)然(ran)開(kai)閉(bi)引(yin)起(qi)的(de)感(gan)應(ying)脈(mai)衝(chong)進(jin)行(xing)吸(xi)收(shou),防(fang)止(zhi)元(yuan)件(jian)受(shou)到(dao)破(po)壞(huai)。一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang),將(jiang)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)並(bing)聯(lian)至(zhi)感(gan)應(ying)負(fu)載(zai)即(ji)可(ke),如(ru)果(guo)再(zai)考(kao)慮(lv)電(dian)流(liu)種(zhong)類(lei)和(he)能(neng)量(liang)大(da)小(xiao)的(de)不(bu)同(tong),與(yu)R – C 串聯吸收電路合用更為理想。
3)接點間的連接保護
將保護壓敏電阻器並聯至被保護接點兩端,可防止感應電荷將開關接點電弧燒壞的情況發生。
4)保護半導體器件
將壓敏電阻兩端並接至大功率的集電極、發射極兩端,或者可控矽陽極和陰極兩端,以限製電壓低於被保護器件的耐壓等級,這對半導體是一種非常有效的保護。
在具體使用壓敏電阻器時,如果電器設備耐壓水平Vo較低,而浪湧能量又比較大,則可選擇壓敏電阻V1mA 較低、片徑較大的壓敏電阻器;如Vo較高可選擇壓敏電壓V1mA較高的壓敏電阻器,這樣既可以保護電器設備又能延長壓敏電阻使用壽命。
另外壓敏電阻也可以與空氣放電管、TVS瞬shun態tai電dian壓ya抑yi製zhi器qi組zu成cheng綜zong合he浪lang湧yong保bao護hu器qi,以yi得de到dao最zui佳jia的de保bao護hu效xiao果guo。上shang述shu器qi件jian可ke組zu成cheng二er級ji保bao護hu或huo三san級ji保bao護hu,氣qi體ti放fang電dian管guan一yi般ban放fang在zai線xian路lu輸shu入ru端duan,做zuo為wei一yi級ji浪lang湧yong保bao護hu器qi件jian,承cheng受shou大da的de浪lang湧yong電dian流liu;二級保護器件采用壓敏電阻,在μs(微妙)級時間範圍內更快地響應;對於高靈敏度的電子線路,可以增加第三級TVS保護,在ps(皮秒)級時間範圍內對浪湧電壓產生響應。
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zaishejiyouqitifangdianguanheyamindianzuzuchengdelangyongbaohuyizhidianlushi,yingchongfenkaolvyamindianzujuyouloudianliubuwendingzheyizhimingquedian,youqishixingnengjiaochadeyamindianzu,zaishiyongyiduanshijianhou,yinloudianliubiandakenenghuiyinqizibao。
weijiejuezheyiwentitongchangzaiyamindianzuzhijianchuanruqitifangdianguan,fangdianguandelingyiduanjierudiduan。zheyangdezuheduiyamindianzushiyongyoujiaoweilixiangdebaohu,dantongshiyedailailequedian:響應保護時間增加(時間為各器件反應時間之和)。如果被保護的不是高靈敏度的器件或者設備,保護時間沒有問題。對以上線路如果要提高保護靈敏度(響應保護時間減少),可以在兩個串接的壓敏電阻器兩端再並聯一個壓敏電阻器就可以提高響應速度,此時反應的時間應該為壓敏電阻工作時間。
在使用壓敏電阻器保護時,因壓敏電阻的結電容較大(一般在幾百到幾千pF數量範圍),很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)不(bu)易(yi)直(zhi)接(jie)應(ying)用(yong)在(zai)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)線(xian)路(lu)保(bao)護(hu)中(zhong)。在(zai)交(jiao)流(liu)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)中(zhong),也(ye)會(hui)因(yin)結(jie)電(dian)容(rong)較(jiao)大(da)而(er)增(zeng)加(jia)漏(lou)電(dian)流(liu),在(zai)設(she)計(ji)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)時(shi)應(ying)根(gen)據(ju)被(bei)保(bao)護(hu)對(dui)象(xiang)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)這(zhe)一(yi)因(yin)素(su)。
3、TVS瞬態電壓抑製器
瞬態電壓抑製器TVS是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管兩極受到反向瞬態高能量衝擊時,它能以ps級(ji)速(su)度(du)將(jiang)其(qi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)變(bian)為(wei)低(di)阻(zu)抗(kang),吸(xi)收(shou)高(gao)達(da)數(shu)千(qian)瓦(wa)的(de)浪(lang)湧(yong)功(gong)率(lv),使(shi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)電(dian)壓(ya)箝(qian)位(wei)於(yu)一(yi)個(ge)預(yu)定(ding)值(zhi),有(you)效(xiao)地(di)保(bao)護(hu)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)中(zhong)精(jing)密(mi)元(yuan)器(qi)件(jian)免(mian)受(shou)各(ge)種(zhong)浪(lang)湧(yong)脈(mai)衝(chong)的(de)衝(chong)擊(ji)。由(you)於(yu)它(ta)具(ju)有(you)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)快(kuai)、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏小、箝位電壓較易控製、無損壞極限且體積小等優點,目前已廣泛應用於計算機係統、通訊設備、儀器儀表、RS232/422、數字照相機的保護、共模/差模保護等領域。
TVS是高壓瞬間吸收器件,常在防雷保護裝置電路尤其是高靈敏度場所中使用。TVS與一般穩壓管有著本質區別,穩壓管通常都是低壓穩壓,反向擊穿電壓較低。而TVS在極性上分為單級性(用於直流電路)雙極性(用於交流電路)兩種,其主要參數應該是泄露電流和反向時間。在具體使用時TVSzaidianluzhongyibangongzuoyufanxiangjiezhizhuangtai,buyingxiangdianluderenhegongneng。rudianluyouyuleidianhuogezhongdianqiganraochuxiandafududeshuntaiganraohemaichongdianliushi,takezaips內迅速轉入反向導通狀態,並將電路中的電壓箝位在所要求的安全係數值上。幹擾脈衝過去後,TVS則又轉入反向截止狀態。由於在反向導通時,其箝位電壓低於電路中其它器件的最高耐壓值,且TVS能承受的瞬間脈衝功率可以達到上千瓦,因而起到了對其它器件的保護作用。TVS有以下特點:
1)將TVS二極管加在信號電源線上,能防止微處理器或者單片機因瞬間脈衝、如靜電放電效應、交流電源浪湧及開關電源的噪聲所導致的失靈。
2)可以吸收持續10ms 靜電放電效應10×104 V, 60A以下的脈衝的衝擊。而一般TTL器件,遇到30ms 的10V的脈衝便會導致損壞。另外TVS還可消除由總線之間開關引起的幹擾。
3)將TVS二極管放置在信號線及接地間,能避免數據總線受到不必要的噪聲影響。
在具體使用TVS時應注意電流負荷量小和電容量較高這兩個方麵的弊端。另外TVSjuyouzigancunzai,dangedingdianyayuexiao,ziganjiuyuegao,erqiehuiyulianjiedaoxiandiangangongtonggouchengyigeditong,bingsuizhelianjiedianludexinhaopinlvduishujuchuanshuchanshengshuaijianzuoyong。
4、扼流線圈
扼e流liu線xian圈quan是shi一yi個ge鐵tie氧yang體ti為wei磁ci芯xin的de共gong模mo幹gan擾rao抑yi製zhi器qi件jian,它ta由you兩liang個ge尺chi寸cun相xiang同tong,匝za數shu相xiang同tong的de線xian圈quan對dui稱cheng繞rao製zhi在zai同tong一yi個ge鐵tie氧yang體ti環huan形xing磁ci芯xin上shang形xing成cheng的de一yi個ge四si端duan器qi件jian,對dui於yu共gong模mo信xin號hao呈cheng現xian出chu的de大da電dian感gan具ju有you抑yi製zhi作zuo用yong。共gong模mo幹gan擾rao是shi同tong時shi疊die加jia在zai兩liang條tiao被bei測ce信xin號hao線xian的de外wai界jie幹gan擾rao信xin號hao,因yin被bei測ce信xin號hao的de地di與yu線xian路lu內nei部bu地di之zhi間jian不bu等deng電dian位wei,由you兩liang個ge地di之zhi間jian的de電dian勢shi即ji共gong模mo幹gan擾rao源yuan產chan生sheng。如ru遇yu到dao雷lei電dian幹gan擾rao,線xian路lu中zhong產chan生sheng的de共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao少shao則ze幾ji十shi伏fu甚shen至zhi上shang百bai伏fu,如ru果guo沒mei有you抑yi製zhi措cuo施shi很hen容rong易yi對dui線xian路lu內nei部bu器qi件jian造zao成cheng損sun壞huai。扼e流liu線xian圈quan作zuo用yong在zai平ping衡heng線xian路lu中zhong十shi分fen有you效xiao地di抑yi製zhi了le共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao,避bi免mian了le共gong模mo幹gan擾rao對dui器qi件jian的de損sun壞huai,而er對dui線xian路lu正zheng常chang傳chuan輸shu的de差cha模mo信xin號hao無wu影ying響xiang。
5、1/4 波長天饋線電湧保護器
1/4波bo長chang天tian饋kui線xian保bao護hu器qi是shi根gen據ju雷lei電dian電dian波bo的de頻pin譜pu分fen析xi和he天tian饋kui線xian的de駐zhu波bo理li論lun所suo製zhi作zuo的de微wei波bo信xin號hao電dian湧yong保bao護hu器qi。這zhe種zhong保bao護hu器qi中zhong的de金jin屬shu短duan路lu棒bang長chang度du根gen據ju工gong作zuo信xin號hao頻pin率lv的de1/4波(bo)長(chang)來(lai)確(que)定(ding)。此(ci)並(bing)聯(lian)的(de)短(duan)路(lu)棒(bang)長(chang)度(du)對(dui)該(gai)工(gong)作(zuo)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)來(lai)說(shuo),阻(zu)抗(kang)無(wu)窮(qiong)大(da),相(xiang)當(dang)於(yu)開(kai)路(lu)狀(zhuang)態(tai),不(bu)影(ying)響(xiang)信(xin)號(hao)的(de)傳(chuan)輸(shu),但(dan)對(dui)於(yu)雷(lei)電(dian)波(bo)來(lai)說(shuo),短(duan)路(lu)棒(bang)對(dui)於(yu)雷(lei)電(dian)波(bo)阻(zu)抗(kang)很(hen)小(xiao),相(xiang)當(dang)於(yu)短(duan)路(lu),雷(lei)電(dian)能(neng)量(liang)被(bei)泄(xie)放(fang)入(ru)地(di)。
具體製作方法是,在一個短的波導空腔插入信號線路,在其中部橫伸一段長度等於1/4信號波長的端部接空腔支路。按波行進原理,1/4bochangduandengyukailu,xinhaokeyicongzhukongqiangtongguo。youyuleidianbopinpudejuedabufenyuanlishepin,tabeikouqiangzhilusuoduanlu,duanlubangdezhijingyibanweijihaomi,yincinaichongjidianliuxingnenghao,keda30KA(8/20μs)以上,而且殘壓很小(主要是短路棒自身電感引起)。優點是電壓保護水平很低,隻有幾伏。不足之處是工頻帶較窄,帶寬約為2%~20%左右,另一個缺點是對天饋設施加直流偏置,使某些應用受到限製。
電dian湧yong保bao護hu器qi的de電dian路lu根gen據ju不bu同tong要yao求qiu設she計ji成cheng不bu同tong結jie構gou,但dan它ta至zhi少shao應ying包bao含han一yi個ge非fei線xian性xing電dian壓ya限xian製zhi器qi件jian。為wei達da到dao更geng為wei理li想xiang的de保bao護hu效xiao果guo,也ye可ke以yi將jiang常chang用yong的de電dian湧yong保bao護hu器qi基ji本ben元yuan件jian如ru:放電管、壓敏電阻、抑製二極管和扼流線圈,根據各自優點綜合考慮放至浪湧保護器中,以達到既有好的有效性能,又有理想性價比的浪湧保護器。
微電子設備自身的抗浪湧保護能力十分脆弱,從廣義上講,其過壓防護應充分發揮如分流、接地、均壓、屏蔽等措施,在此基礎上還應根據非線性器件的特性,設計滿足不同要求的浪湧保護器。
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