ไดโอดชนิดใดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการป้องกันไฟกระชากในห้องสื่อสาร?

1. การวิเคราะห์ภัยคุกคามจากไฟกระชากในห้องสื่อสาร
ภัยคุกคามที่เกิดขึ้นจากห้องสื่อสารมาจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลายส่วนใหญ่รวมถึงแง่มุมดังต่อไปนี้:
การเหนี่ยวนำสายฟ้า: ฟ้าผ่าเป็นหนึ่งในแหล่งที่ทรงพลังที่สุดในธรรมชาติ เมื่อฟ้าผ่ากระทบกับอาคารเส้นหรือพื้นดินใกล้กับห้องสื่อสารมันจะสร้างแรงดันไฟฟ้าเกินแรงและกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในสายการสื่อสารและอุปกรณ์ทำให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่ออุปกรณ์ในห้อง
ความผันผวนของกริดพลังงาน: สถานการณ์ที่ผิดปกติเช่นความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าการขัดจังหวะทันทีและฮาร์มอนิกส์ในกริดพลังงานอาจทำให้อุปกรณ์ห้องสื่อสารได้รับผลกระทบจากไฟกระชาก ตัวอย่างเช่นการเริ่มต้นและการหยุดอุปกรณ์ขนาดใหญ่ในกริดพลังงานรวมถึงความผิดพลาดในระบบพลังงานอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในแรงดันไฟฟ้ากริดทำให้เกิดการกระชาก
สวิตช์อุปกรณ์: ในระหว่างกระบวนการสลับของอุปกรณ์ต่าง ๆ ในห้องสื่อสารเช่นสวิตช์ไฟฟ้าการเริ่มต้นและหยุดอุปกรณ์การแรงดันไฟฟ้าเกินและกระแสเกินอาจเกิดขึ้นได้ แม้ว่าการเพิ่มขึ้นเหล่านี้จะมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่ความยาว - การสะสมคำศัพท์อาจทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ได้
อันตรายของการเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ห้องสื่อสารส่วนใหญ่ปรากฏเป็น:
ความเสียหายของอุปกรณ์: แรงดันไฟฟ้าและกระแสที่มากเกินไปอาจเจาะชั้นฉนวนของอุปกรณ์ความเสียหายส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติ
การสูญเสียข้อมูล: ไฟกระชากอาจรบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดหรือการสูญเสียการส่งข้อมูลซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของบริการการสื่อสาร
ระบบอัมพาต: ผลกระทบอย่างรุนแรงอาจทำให้ระบบการสื่อสารทั้งหมดพังทลายส่งผลให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจและผลกระทบทางสังคมอย่างมาก
2. ประเภททั่วไปและลักษณะของไดโอดป้องกันไฟกระชาก
(1) ท่อปล่อยก๊าซเซรามิก (GDT)
ท่อปล่อยก๊าซเซรามิกเป็นอุปกรณ์ป้องกันที่มีอัตราการไหลสูงสุดซึ่งมีข้อได้เปรียบของอัตราการไหลขนาดใหญ่ความต้านทานฉนวนกันความร้อนระหว่างอิเล็กโทรดสูงความจุอิเล็กโทรดระหว่างอิเล็กโทรดขนาดเล็กและกระแสรั่วไหลต่ำ การนำไฟฟ้าของมันเกิดจากการเกิดก๊าซไอออไนเซชันซึ่งต้องใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อกระตุ้นดังนั้นความเร็วในการตอบสนองจึงช้าที่สุดในบรรดาอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด ในห้องสื่อสารท่อปล่อยก๊าซเซรามิกมักใช้สำหรับการป้องกันฟ้าผ่าของสายการสื่อสารความเร็วสูง - เช่นสายเคเบิลโคแอกเซียล, อินเทอร์เฟซสายโทรศัพท์, สูง - อินเตอร์เฟสวิดีโอนิยามพอร์ตอีเธอร์เน็ต ฯลฯ ผลกระทบ
(2) Varistor (MOV)
Varistors เป็นแรงดันไฟฟ้าเซมิคอนดักเตอร์ จำกัด อุปกรณ์ไฟกระชากที่ทำโดยการเผาสังกะสีออกไซด์เป็นวัสดุ มันมีลักษณะที่ไม่เชิงเส้นที่ยอดเยี่ยมความสามารถในการดูดซับสุดยอดไม่มีข้อได้เปรียบที่มีค่าใช้จ่ายต่ำและมีค่าใช้จ่ายต่ำและใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าแรงกระแทก ความสามารถในการพกพาในปัจจุบันของ varistors เป็นอันดับสองรองจากหลอดก๊าซเซรามิกด้วยความเร็วในการตอบสนองของนาโนวินาทีทำให้เหมาะสำหรับการป้องกันสายฟ้าของสายไฟ AC และเส้นสัญญาณความถี่ต่ำ - ความสามารถในปัจจุบันของหน่วยเดี่ยวของ Dongwo Varistor สามารถเข้าถึง 70ka (8/20 μ s) และแรงดันไฟฟ้า Varistor สามารถเข้าถึง 1800V อย่างไรก็ตามเนื่องจากโครงสร้างตาข่าย varistors มีแนวโน้มที่จะอายุมากขึ้นในช่วงยาว - การใช้คำซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการป้องกันของพวกเขา
(3) ไดโอดการปราบปรามชั่วคราว
ชื่อเต็มของไดโอดทีวีคือตัวยับยั้งแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าเป็นตัวยับยั้งแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวหรือไดโอดป้องกันไฟกระชากในภาษาจีน มันเป็นอุปกรณ์ป้องกันเซมิคอนดักเตอร์พิเศษส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวและกระแสไฟกระชากในปัจจุบัน
หลักการทำงาน: เมื่อทั้งสองขั้วของไดโอดทีวีอยู่ภายใต้การส่งผลกระทบต่อพลังงานชั่วคราวชั่วคราว - เช่นแรงดันไฟฟ้าเกินความผิดปกติในวงจรไดโอดสามารถแปลงความต้านทานสูงระหว่างสองขั้วได้อย่างรวดเร็ว (ตามลำดับ 10 ^ -12 วินาที) การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยให้ไดโอด TVS สามารถดูดซับพลังไฟกระชากได้ถึงหลายกิโลวัตต์และหนีบแรงดันไฟฟ้าระหว่างทั้งสองขั้วที่ระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้าหรือต่ำกว่าช่วยปกป้องส่วนประกอบที่แม่นยำในวงจรอิเล็กทรอนิกส์จากความเสียหายที่เกิดจากพัลส์
คุณสมบัติ: ไดโอดทีวีมีข้อดีของความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วแรงดันไฟฟ้าต่ำความแม่นยำของแรงดันไฟฟ้าสูงและขนาดเล็ก โดยทั่วไปจะบรรจุด้วยแพตช์หรือปลั๊กอินและมักใช้สำหรับการป้องกันไฟกระชากของสายไฟ DC หรือเส้นการสื่อสารความเร็วต่ำ - ในผลิตภัณฑ์การสื่อสารไดโอด TVS มักใช้เพื่อปกป้องสายสัญญาณด้วยอัตราการส่งสัญญาณที่สูงและกระแสชั่วคราวขนาดใหญ่ป้องกันการสูญเสียข้อมูลและความล้มเหลวของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่นในการป้องกันอินเทอร์เฟซข้อมูลความเร็วสูง - เช่น USB 3.0 และ HDMI, ไดโอดป้องกัน ESD ความจุต่ำ (รูปแบบพิเศษของไดโอดทีวี) ควรจัดลำดับความสำคัญเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบเชิงลบต่อคุณภาพของสัญญาณ
การแบ่งส่วนประเภท: ไดโอดทีวีมีหลายประเภทตามรูปแบบบรรจุภัณฑ์และสถานการณ์แอปพลิเคชัน ตัวอย่างเช่นทีวีแพคเกจ SMB รวมถึงซีรี่ส์ SMBJ ซีรี่ส์ TPSMBJ ฯลฯ ทีวีแพคเกจ SMC รวมถึงซีรี่ส์ SMCJ ซีรี่ส์ TPSMCJ ฯลฯ ไดโอดทีวีที่มีบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกันอาจมีความสามารถในการใช้พลังงานเวลาตอบสนอง ฯลฯ ผู้ใช้สามารถเลือกได้ตามความต้องการที่แท้จริงของพวกเขา
(4) ไดโอดประเภทอื่น ๆ
ท่อระบายน้ำเซมิคอนดักเตอร์ (TSS): TSS เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่มีลักษณะความต้านทานเชิงลบ เนื่องจาก PN พิเศษ - การออกแบบโครงสร้างทางแยก PN, TSS สามารถบรรลุความสามารถในการพกพากระแสที่สูงกว่า TVS ที่มีขนาดและแรงดันไฟฟ้าเท่ากันหลายเท่าในพื้นที่ชิปเดียวกันในขณะที่ความจุของมันมีขนาดเล็กกว่าทีวีหลายเท่า มันสามารถใช้สำหรับการป้องกันไฟกระชากของสายการสื่อสารบางอย่างเช่น RS485, RS232, CAN BUS ฯลฯ TSS มีค่าใช้จ่ายสูง - ประสิทธิภาพและเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการป้องกันไฟกระชากในระดับต่ำ - สายการสื่อสารความเร็ว
ESD การป้องกันไฟฟ้าสถิตไดโอด: ESD การป้องกันไฟฟ้าสถิตไดโอดเป็นส่วนประกอบป้องกันการป้องกันแบบสแตติกที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ - ซึ่งเป็นอาร์เรย์ทีวีที่มีเค้าโครงวงจรเฉพาะประกอบด้วยไดโอดหรือชุดทีวีหลายรายการ เวลาการนำไฟฟ้าช้ากว่าทีวีและการปล่อยไฟฟ้าสถิตโดยทั่วไปจะเป็นพัลส์ระดับนาโนวินาทีที่มีพลังทำลายล้างค่อนข้างน้อย ดังนั้นพื้นที่เม็ดชิปของอุปกรณ์ ESD จึงมีขนาดเล็กลงซึ่งสามารถบรรลุบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กและขนาดเล็กได้ ผ่านการออกแบบโครงสร้างวงจรความจุทางแยกขั้นต่ำของอุปกรณ์ ESD สามารถลดลงเหลือเพียงไม่กี่ในสิบของ picofarads ทำให้เหมาะสำหรับการป้องกัน ESD สูง - สายข้อมูลความเร็วเช่น HDMI, USB 3.0, IEEE 1394 ฯลฯ
3. คำแนะนำสำหรับการเลือกไดโอดป้องกันไฟกระชาก
(1) ข้อกำหนดการป้องกันวงจรชี้แจง
ก่อนที่จะเลือกไดโอดป้องกันไฟกระชากมีความจำเป็นที่จะต้องชี้แจงข้อกำหนดการป้องกันเฉพาะของวงจรรวมถึงช่วงแรงดันไฟฟ้าของวงจรป้องกันขั้วสัญญาณความถี่สัญญาณและภัยคุกคามแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวที่เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นสำหรับวงจรดิจิตอลที่มีแรงดันไฟฟ้า 3.3V จำเป็นต้องเลือกไดโอดป้องกันที่สามารถทนต่อช่วงแรงดันไฟฟ้าและพิจารณาผลกระทบ ESD ที่เป็นไปได้และแรงดันไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้น
(2) การพิจารณาพารามิเตอร์สำคัญ
ย้อนกลับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (VRMM): แรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการทำงานของไดโอดป้องกันจะต้องสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของวงจรป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่าไดโอดป้องกันจะไม่ดำเนินการภายใต้สภาพการทำงานปกติจึงไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของวงจร
แรงดันไฟฟ้าหนีบ (VC): แรงดันไฟฟ้าที่หนีบเป็นระดับต่ำสุดที่ไดโอดป้องกันสามารถยับยั้งแรงดันไฟฟ้าเมื่ออยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว แรงดันไฟฟ้าที่ยึดต่ำหมายถึงการป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นดังนั้นจึงควรเลือกไดโอดที่มีแรงดันไฟฟ้าที่หนีบต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้ของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน
ความต้านทานแบบไดนามิก (RDYN): ความต้านทานแบบไดนามิกสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถในการ จำกัด ปัจจุบันของไดโอดป้องกันเมื่อดำเนินการ ความต้านทานแบบไดนามิกที่ต่ำกว่าช่วยยับยั้งแรงดันไฟฟ้าเกินและปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันได้ดีขึ้น
กำลังการผลิตปัจจุบัน: เลือกไดโอดป้องกันที่มีกำลังการผลิตกระแสเพียงพอตามกระแสไฟกระชากที่อาจเกิดขึ้นซึ่งวงจรอาจเผชิญ ความสามารถในการพกพาในปัจจุบันของไดโอดชนิดต่าง ๆ นั้นแตกต่างกันอย่างมากโดยมีท่อปล่อยก๊าซเซรามิกที่มีความสามารถในการบรรทุกกระแสสูงสุดและไดโอดทีวีที่มีความสามารถในการพกพาในปัจจุบันค่อนข้างเล็ก
(3) พิจารณาเงื่อนไขการใช้งานจริง
ในการใช้งานจริงปัจจัยต่าง ๆ เช่นตำแหน่งการติดตั้งของไดโอดป้องกันเค้าโครงวงจรและสภาพแวดล้อมจะต้องได้รับการพิจารณา ตัวอย่างเช่นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิและความชื้นสูงจำเป็นต้องเลือกไดโอดป้องกันที่มีความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมที่ดี ในขณะเดียวกันสำหรับแอพพลิเคชั่นพิเศษบางอย่างเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์อุปกรณ์การแพทย์ ฯลฯ อาจจำเป็นต้องเลือกไดโอดป้องกันที่สอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรมและการรับรองเฉพาะ
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2rems