论坛风格切换切换到宽版
  • 819阅读
  • 0回复

[技术心得]工业电子与系统设备的防雷和静电保护 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线lfengj
 

发帖
36
C币
315
威望
35
贡献值
0
银元
5
铜钱
182
人人网人气币
0
只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2012-06-16

下面有请蒋浩峰先生为大家介绍,工业电子与系统设备的防雷和静电保护。大家欢迎。

蒋浩峰:大家上午好。我是Littelfuse工程师,我叫蒋浩峰,我是从深圳过来,主要是负责华南区的工作。今天讲的主要是力特保护和防雷方面一些新产品和新的技术,希望对大家有所帮助。我们是专业做保护器件的一个公司,有过流保护,还有过压保护,目前分为两大块,第一个ESD的保护,还有一个雷击的保护。这上面是过压的保护,不是长时间的过压保护。目前的两大技术都有两个工作原理,第一个是嵌位的技术,就是这个元件在保护以后电压非常高,比如说选个50伏的保护器件,来了一千伏的就到70伏等等。还有就是一个开关的技术,就是相压降很低,电压非常低。工程师选的时候要考虑这两个技术对电路的要求。所以说这个大家一定要注意一下。

好,我们先说个比较简单一点的,就是过雷击,一般是以6100-4-2为标准,目前的ESD大家都知道,都是6100-4-2的标准。我们两大类技术,刚刚分成了不同类别的产品。力特的产品领域比较广、比较宽,目前整个市场的趋势也是倾向于这几大类技术。第一是雷击的保护,目前有四种技术做雷击的保护。大家看到两种技术,第一就是开关的技术,还有一个就是气体放电管的技术。在雷击保护里面,有另外两大部分,第一个大家非常熟悉的MOV,还有一个TVS管的技术。这个应用的领域越来越广,我们还有一种专业技术,就是做雷击保护的。TVS管相对来说是比较少的,一般不能做雷电的保护,有很大的同流量时,一般TVS做不了,我们力特有一个专业的产品,可以做雷击的保护,是日前在电源里面应用非常多的一种技术。后面我们可以看到,那么这个是雷击的保护。

后面是ESD保护,你们可以看到,现在整个市场上,基本上都没有这种技术,都是用嵌位的技术来做保护,目前市场上ESD保护有三大类产品,第一个是 LMV,就是压力电阻,因为前面的MV,常被我们用来做雷击保护,这里LMV是贴片形式的。它主要的应用是做静电保护。那么ESD保护,除了MLV电阻以外,还有TVSdiode Array。这里TVS管,也是一个保护,只是倾向于静电保护,因为体积小,做的贴片形式。下面专业的产品,叫PGB,是一种高分子的产品,也是贴片形式,做静电保护使用。那么你们会问到,这三种技术有什么差别,我这里给大家做一个简单的归纳和介绍。另外就是要对本次研讨会的主办方电子元件技术网(www.cntronics.com)和我爱方案网(www.52solution.com)说声感谢,组织这么大型的电子工程师聚集的研讨会并不是件容易的事!谢谢!
第一个是MLV,是从MOV延伸出来的,是新的技术,这个产品特点最大的特点就是价格非常便宜,但是它有一个缺点,就是会衰减、老化,可靠性不高。然后它的产品,电容值一般是比较大的,一般是几百个,还有几个的,目前新的技术有一个PF左右,成本就上去了,那就是大概应用的领域。你们知道TVS是做过电压保护的,ESD是做静电保护的窗口,如果加上元器件在这个信号下,元器件的电容值很大,这个信号是真的,讲核心的技术,就是电容值的大小,所以根据我们刚才的介绍,MLV主要是低频的部分,比如说手机键盘,笔记本键盘里面,应用比较多,但是比较便宜。目前在市场上,看得到最多的TVS管,就是二极管阵列的技术,目前应用非常多,一般做半导体的都有这种产品线,做静电保护用的。很明显看到这种产品,是半导体的技术,你也知道可靠性是非常非常高的,还有反应时间,和TVS管来比较的话,这个时间其实我觉得没有大的差别,其实也就几十纳秒,在61000-4-2应用中没有什么问题,但是可靠性不可比较,还有一个注意核心的技术,就是嵌位电压非常低。目前TVS管最低可以做到3000,所以在你们应用的时候,要考虑这个问题,有的芯片,嵌位以后,电压有特别的要求,要求电压低的话,可能用下面产品都保护不了。

那么这个时候这个技术嵌位做的很低,有更强的保护。TVS二极管,还有一点,就是说它的电容值大小,这个产品的电容值大小都有的,一般大的TVS的二极管保护技术,是几十个PF,目前市场上最小做到0.4PF左右。当然0.4PF左右,对我们目前市场上的 USB3.0,还有1.3、1.4都够用了,但是目前市场只能做到0.4个PF左右,封装也可以多种选择。下面是PGB的产品,是我们力特的专业产品,在市场上能做这个的有,但是少,这是一个高分子聚合的技术,核心的优势在什么地方,就是电容值超低,大概低到0.05PF左右,前面两个产品目前的技术,电容值在0.4左右,这个是0.05左右。这就是我们对三大产品的简单归纳。大家对上面的应用比较熟,我就不多讲了。有兴趣的同学可以去电子元件技术网的知识库( http://www.cntronics.com/public/baike ) 栏目或是我爱方案网的知识堂( http://www.52solution.com/knowledge )栏目查看更多关于这个问题的资料!
这个是固体管的图,这个产品在导通以后很低。下面是气体关联管的,也是一个开关的技术。下面是压敏电阻,小到片,是做静电保护用的,上面大的是工业上用做雷击保护的。从图里面可以看到,压敏电阻会衰减。有很多时候不用螺丝,会换下来,根据当用的维护频率,根据雷击的次数,一年半年做一个保护更换,所以这个是压敏电阻唯一的缺点,会老化会衰减。其实前面我们看到的大概就是这几种产品,不同的产品有不同的保护,这里我们可以理解,就是说一个保护,综合性的保护,刚刚讲的防雷三个产品,侧重于不同方面。因为压敏电阻防雷,有一个优点,通流量非常大,大的防雷的可以做80千安,目前比较流行的就是长宽34的那种体积,一般通流量40千安,就是防雷技术,通流量非常大,缺点是容易老化。还有就是气体关联管,气体关联管的通流量10千安容易做,但是有一个缺点,就是有可能会加速它的老化。

还有TVS可以做防雷,TVS管防雷可靠性高,反应比较快。大家有目共睹,但是有一个缺点就是一般通流量做不大,比如说500瓦的 TVS,通流量到50安培,所以那种400、600瓦的就几安培,通流量不大。还有一个,TVS的产压比,就是嵌位电压和导通电压的比可以做得很低,这是它的优点。比如说我选50伏管,到70伏左右,但是产压比很高,这不是好点。所以从这个图我们可以看到,针对MOV和TVS的综合应用,有的把产压做得很低,用TVS做不了,所以前面加一个MOV,就是吸收这个能量,把大的能量吸收掉,产生后面加一个TVS,把它前列的尖峰降低,这是比较流行的做法。

下面我们可以看到我们力特在防雷的一块,是有比较特别的专利产品的。下面讲的就是High power serires TVS Diodes,最大可以做到15000A,刚才讲过优点非常明显,目前应用很广。
可以看一下我们TVS管,高压的TVS管,跟普通的比较一下,大家看一看,第一是Part Number  AK10-380C,71HB34,第二个就是IPP,可以做到10000A。MV有一个寿命的限制,打一次雷就衰减,最后会失效,在我们防雷模块里面,结合MOV做一些替换,都是这个原因,所以你们看到,这个寿命是非常长的,不过比MOV贵,但是算起来是非常超值的。而且这个产品目前在很多通讯公司里,我们基本上有一些成功的案例在那里面运行。还有刚才讲的,Vcl,520V大于1000V,还有封装形式,比MOV小,所以这个产品也是我们AK系列的一个核心技术优势。比如现在举个例子,因为对于嵌位电压你们没有概念,比如说我们电压是32伏到72伏的范围,但是一般的厂家,在防雷、过压保护用的时候,会加一个MOV,有一个就是缺点嵌位电压很低。假如说最高电压是72伏的话,选MOV选90伏以上。所以嵌位做的很低,不是越低越好,现在通讯的客户,要求把嵌位电压做很低,如果这个客户有100伏的要求,你MOV做不到,只能用TVS这个技术来做。我有一个客户有这个要求,必须做到100伏以内。

由于时间关系,我讲快一点,下面我看一下,这个贴膜,也是我们的专利产品,在整个市场的应用也越来越多,TMOV,你们知道MOV是容易起火,前面加一个 T,核心的应用就是防止MOV起火,你们没有共识,举个例子,当然你们做防雷箱的话,就知道这个产品很熟悉,现在目前的方案,就是普通的MOV在前面绑起来,是流行的方案,这个方案理论上目前来讲不可靠的。还有一个就是现在不仅仅是在SPD防雷模块,在其他的领域也用,MOV容易起火,比如说选200伏的用300伏的容易起火,。很多消费的电子,国内很多大的空调生产厂家,都有防雷的措施,目前的防雷措施,以前没有方案,都是用一个头罩起来,治标不治本,容易起火,可能小的时候罩就去掉,但是大就不行了。但是现在大的厂家,都用这种方案,我们不一样,就是直接把这个保险丝直接贴在上面,对MOV起到一个可靠的保护。
大家可以看到,通过这个图可以了解一下,(若图片无法显示请访问原文地址: http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/92/sid/19 )比如说传统的方案,就是第一个图,这是以前加一个保险丝,这个方案不可靠。我们目前的方案,就是把这个保险丝和 MOV加在一起,如果是40安都可以做,这是目前市场上流行的方案,外面加一个塑料口,把口罩起来,还有一个方案,就是里面是MOV,也是保险丝加在一起卡起来的,经过实践论证,我们这个很可靠,就是要49,就是防MOV起火,单独的产品要过这个标准。大家可以看一看,这是我们的TMOV,是市场发展的趋势,会对MOV做一个保护。下面可以看看SDP的产品,现在市场上比较流行的就是单科的来做雷击的保护,但是你看这个产品,比如说导通电压,看到没有,导通以后有一个信号过来,然后把这个信号刺激这边来,所以保护是不可靠的,你们有的工程师遇到这样的情况,有的工程师拿这个产品做雷击测试的时候,产品烧掉了,实际上是有风险在里面,没有起到保护作用。当然有一个Y形的结构,可以降低一些风险。但这些风险依然存在,有一些信号会过去。这是我们推出的一个二极管的范围,有0.7伏,相差0.1伏左右,所以风险降低很多。
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
快速回复
限100 字节
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
 
上一个 下一个