Sidactor保护晶闸管

sidactor.®设备选择标准

选择A.sidactor.®设备,使用以下条件:

断开状态电压(vDRM.

V.DRM.sidactor.®设备必须大于电路的最大工作电压sidactor.®设备是保护的。

示例1:对于POTS(普通旧电话服务)应用,将最大工作环电压(150 VRMS)转换为峰值电压,并添加中央电池的最大直流偏置:

  • 150 V.rms.v2 + 56.6 vPK.= 268.8 V.PK.
  • ∴VDRM.> 268.8 V.

示例2:对于ISDN应用,将DC电源的最大电压添加到传输信号的最大电压(对于U.S.应用程序,U-interface将没有直流电压,但欧洲和日本ISDN应用程序可能):

  • 150 V.PK.+ 3 V.PK.= 153 V.PK.
  • ∴VDRM.> 153 V.

开关电压(VS.

V.S.sidactor.®设备应等于或小于其保护部件的瞬时峰值额定值。

示例1:V.S.= V.中继细分

示例2:V.S.= Slic V.PK.

峰值脉冲电流(iPP.

对于不需要附加串联电阻的电路,额定浪涌电流(IPP.) 的sidactor.®装置应大于或等于与适用的监管要求的雷击免疫测试相关的浪涌电流(IPK.):

  • 一世PP.= I.PK.

对于使用额外的串联电阻的电路,电流电流额定值(IPP.) 的sidactor.®装置应大于或等于与适用的监管要求的雷击免疫测试相关的可用浪涌电流(IPK(可用)):

  • 一世PP.= I.PK(可用)

通过划分峰值浪涌电压来计算最大可用浪涌电流(V.PK.)通过总电路电阻(R总计):

  • 一世PK(可用)= V.PK./ R总计

对于纵向浪涌(尖端,环形地),R总计计算尖端和环:

  • R.= V.PK./我PK.
  • R.总计= R.小费+ R
  • R.总计= R.戒指+ R

用于金属浪涌(尖圈):

  • R.= V.PK./我PK.
  • R.总计= R.小费+ R戒指+ R

示例1:调制解调器制造商必须通过TIA-968-A的TIA-968-A的型浪涌要求,而无需任何串联电阻。

  • 一世PK.= 100a, 10x560µs
  • IPP = 100a,10x560μs
  • 因此,要么是B级要么是C级sidactor.将选择®设备。

示例2:线卡制造商必须通过尖端和30°ON环上的GR 1089的浪涌要求。

  • 一世PK.= 100 A, 10x1000µs
  • V.PK.= 1000 V.
  • R.= V.PK./我PK.= 10 o.
  • R.总计= R.+ R小费= 40 o.
  • 一世PK(可用)= V.PK./ R总计= 1000 v / 40 o
  • ∴I.PP.= 25 A.

保持电流(iH

因为TIA-968-A 4.4.1.7.3指定在短路条件下,注册终端设备在每条导体下不超过140 mA DC,保持电流sidactor.®设备设置为150 mA。

对于特定的设计标准,保持电流(iH) 的sidactor.®设备必须大于在运行和短路条件下可以提供的直流电流。

断开电容(CO.

假设插入损耗的临界点是原始信号值的70%,sidactor.®设备可用于大多数应用,传输速度高达30 MHz。用于传输速度大于
30 MHz,强烈推荐新的MC系列。

监管要求

由于业务中断的巨大成本和网络设备失败,电话服务提供商采用了各种规格来帮助规范他们购买的电信产品的可靠性和性能。在欧洲和远东大部分地区,最常见的标准是ITU-T K.20和K.21。

在北美,大多数经营公司都基于包含GR1089要求的NEB的要求,TIA-968-A(以前称为FCC部分68)和UL 60950-1。

本节是现有文件的释义,并不涵盖整体上市的建议书,标准或监管要求。此信息旨在仅作为参考。有关确切的规格,请从相应的源获取引用的文档。

sidactor.®家庭描述

宽带优化™保护

宽带优化™系列产品专注于解决宽带设备的性能和监管要求。这宽带优化家庭,具有广泛的解决方案,提供了满足DSL设备(最多VDSL)的独特保护需求的选项以及以太网(高达1000Baset)所需的选项。使用专有和专利的方法完成优化,该方法最小化器件电容对宽带信号的负面影响。这宽带优化家族提供过压保护解决方案,可帮助应用程序符合Telcordia GR-1089第4期,ITU-T建议书K.20,K.21,K.44和K.45。

SLIC保护

sl产品系列专注于解决SLIC(用户线接口电路)芯片组的独特保护需求。家庭提供固定电压蝙蝠侠®电池跟踪保护解决方案能够保护来自闪电和交流电源交叉引起的瞬态的切割器件。这sl家族提供过压保护解决方案,可帮助应用程序符合Telcordia GR-1089第4期,ITU-T建议书K.20,K.21,K.44和K.45。

LCAS保护

lca技术产品系列专注于线路电路接入开关(LCAS)的专门保护需求。该系列利用专门为LCAS设备配制的专用非对称设计。这lca技术家族提供过压保护解决方案,可帮助应用符合Telcordia GR-1089问题4,ITU-T建议书K.20,K.21,K.44和K.45。

基带保护

基带产品系列专注于解决语音,调制解调器和DS1等基带电信设备的性能和监管要求。它们提供过电压保护解决方案,可帮助申请符合Telcordia Gr-1089问题4,ITU-T建议K.20,K.21,K.44和K.45和TIA-968-A。

高浪涌电流保护

高浪涌电流产品是一个独特的非常坚固的固态保护装置系列,适用于高暴露环境。这个系列包括专门为初级保护设计的产品,如电池和TO-220器件。这高浪涌电流家庭还有能够在极端条件下满足5KA 8 /20μs的设备。为了提高二级保护要求,DO-214封装中可提供一种能够为1000A 2 /10μs的D级设备。这高浪涌电流保护系列提供了过电压保护解决方案,帮助应用符合Telcordia GR-1089 Issue 4和ITU-T的建议K.20, K.21, K.44和K.45。

sidactor.®家庭应用选择器表

电信应用 宽带优化™保护 SLIC保护 基带保护(语音DS1) LCAS保护 高浪涌电流保护
ADSL
ADSL2/2 +
VDSL.
VDSL2.
HDSL2 / 4.
isdn.
以太网10/100 / 1000BASET
po
voip fxo.
VoIP FXS.
消极振铃
正负振铃杆
LCAS继电器
锅 - 电话线和无绳
MDC调制解调器
PCI调制解调器
多功能打印机 - 传真
T1 / E1 / J1(DS1)
安全系统
主要保护模块
二级保护模块 - 条带保护器
低Pair数安装
CATV功率放大器
基站

sidactor.®结构和操作

sidactor.器件是用于保护闪电引起的电涌,电感耦合尖峰和交流电源故障条件引起的电气干扰敏感电路的晶闸管设备。晶闸管的独特结构和特性用于创建过电压保护装置,具有精确和可重复的开启特性,具有低电压过冲和高浪涌电流能力。

关键参数

关键参数sidactor.设备是V.DRM.一世DRM.V.S.一世H,V.T.(请参阅第11页的图1.3)。

V.DRM.是重复的峰值off-state电压额定的设备(也称为隔离电压)和连续的峰值组合AC和直流电压可能适用于sidactor.设备处于关闭状态条件。

一世DRM.当使用V时,泄漏电流的最大值是多少DRM.

开关电压(VS.是在快速上升(100V /μs)过电压条件期间可以经受后续组件的最大电压。

保持电流(iH维持设备在on状态所需的最小电流。

在状态电压(vT.在完全传导过程中,设备上的最大电压是整个导通的最大电压。

操作

该设备类似于开关操作。在关闭状态下,设备表现出泄漏电流(iDRM.)小于5μA,使其无法保护电路。由于瞬态电压超过设备vDRM.,设备开始使用与雪崩二极管类似的特性进入其保护模式。提供足够的电流(iS.),设备切换到一个状态,将电路从电路旋转到它是保护的。虽然在ON状态下,由于低压下降(VT.)。一旦流经设备的电流被中断或降到最小保持电流(IH),设备重置,返回其关闭状态。如果是我PP.超过额定值,该装置通常成为永久性短路。

物理

该器件是一种具有四层交变电导率的半导体器件:PNPN(下图1.2)。所述四层包括发射极层、上基层、中间区域层和下基层。发射极有时称为阴极区,其下层基层称为阳极区。

图1.2双向的几何结构sidactor.设备

sidactor_tech.

当跨设备的电压增加并超过设备的VDRM.,跨中心联结的电场达到足以引起雪崩乘法的值。由于发生雪崩乘法,设备的阻抗开始减小,并且电流流动开始增加,直到设备的当前增益超过Unity。一旦超过一个统一,设备从高阻抗切换(在V测量S.)低阻抗(在V测量T.)直到流过设备的电流降低到其保持电流以下(iH)。

过电压保护装置的比较

过压保护的四种最常用的技术如下:

  • sidactor.®设备
  • 气体排放管(GDT)
  • 金属氧化物压敏电阻(MOV)
  • 电视二极管

所有四种技术都与被保护的电路并联,并且当偏置电压小于它们各自的阻塞电压时,它们都表现出高的离态阻抗。

sidactor.®设备

一种sidactor.®设备是一种PNPN设备,可以被认为是没有门的晶闸管设备。超过其峰值关闭状态电压(VDRM.), 一种sidactor.®设备将钳位到设备的开关电压内的瞬态电压(V.S.)评级。然后,一旦电流流过sidactor.®设备超过其开关电流,该设备将撬动并模拟短路状态。当电流流过时sidactor.®设备小于设备的保持电流(iH),sidactor.®设备将重置并返回其高隧it阻抗。

好处

优势sidactor.®设备包括其快速响应时间(图1.1),电气特性稳定,长期可靠性和低电容。另外,因为sidactor.®设备是一个撬棍设备,它不能被电压损坏。

限制

因为这sidactor.®设备是一个撬棍设备,不能直接在交流线上使用;它必须放在负荷后面。未能这样做会导致超出sidactor.®设备的最大导通电流额定值,可能导致设备进入永久性短路状态。

应用程序

虽然发现在其他应用中,sidactor.®设备主要用作电信和数据通信电路中的原理过压保护器。对于此领域以外的应用程序,请遵循“设计标准”sidactor.®设备选择标准”。

气体排放管

气体放电管(GDTs)是填充惰性气体的玻璃或陶瓷封装,两端盖有电极。当瞬态电压超过设备的直流击穿额定值时,电压差导致气体管的电极着火,产生电弧,反过来电离管内的气体,并为瞬态电流提供一个低阻抗路径。一旦瞬态下降到直流暂存电压和电流以下,气体管返回到它的关断状态。

好处

气体排放管具有高浪涌电流和低电容额定值。电流评级可以高达
20 ka,电容额定值可以低至1 pf,零伏偏压。

应用程序

由于其高浪涌额定值,气体排放管通常用于初级保护。然而,它们对高频分量的低干扰使它们成为高速数据链路的候选者。

金属氧化物变阻器

金属氧化物压敏电阻(MOV)是两个引线的通孔部件,通常以盘的形式成形。由烧结氧化物制造并示意性地等同于两个背对背的PN结,通过降低它们的电阻,通过施加电压来移动分流瞬变。

好处

由于MOVs的浪涌能力是由其物理尺寸决定的,因此可以获得高的浪涌额定电流。此外,由于MOVs是箝位装置,它们可以作为瞬态保护器在二次交流电源线的应用。

应用程序

尽管MOVs在许多电信应用中被限制使用(除了一次性设备),它们在交流应用中是有用的,需要夹紧装置和紧电压公差不是。

TVS二极管

瞬态电压抑制器(TVS)二极管是夹紧电压抑制器,其构造有背靠背的PN结。在传导期间,TVS二极管通过改变其电压在其端子上施加电压来产生低阻抗路径。一旦电压被移除,二极管将关闭并返回到其高禁区阻抗。

好处

由于TVS二极管是固态设备,因此只要在其指定限制内​​运行,它们就不会疲劳也不会发生变化。电视二极管有效地夹紧快速上升的瞬态,并且非常适合不需要分流大量能量的低压应用。

应用程序

由于它们的低功率额定值,TVS二极管不会用作尖端和环的主要接口保护器,但它们可以用作嵌入在电路内的二级保护器。

过冲水平与DV / DT

下面的Flgure 1.4显示了峰值电压之间的峰值电压比较sidactor.®装置,气体排放管(GDT),金属氧化物压敏电阻(MOV)和TVS二极管,所有具有230 V的标称脱扣电压等级。X轴代表DV / DT(相对于电压上升)应用于每个保护器的时间),y轴表示每个保护器上的最大电压降。

图1.4过冲水平与DV / DT

电信保护

由于早期的电信设备是由机械继电器、线圈和真空管等部件组成的,因此在某种程度上不受闪电和电力故障的影响。但是,随着分步开关和数字环路载波被更现代化的设备(如多路复用器、路由器、网关和IP交换机)取代,保护这些设备免受雷电和电力故障造成的系统瞬变影响的需求越来越大。

闪电

在电气风暴期间,通过闪电电流引导到电信系统上的瞬态电压,该电流进入悬挂电缆的导电屏蔽或通过地电流掩埋电缆。

当发生这种情况时,通过电缆的导电屏蔽的电流在终端端部处的尖端和环导体上产生相等的电压。被称为纵向电压浪涌,与该条件相关联的峰值和波形取决于瞬态行驶的距离,电缆和构造电缆的材料。

尽管闪电引起的浪涌始终纵向本质上,但终止设备和主保护器的不对称操作导致的不平衡也可以导致金属瞬态。在终止设备中通常看到尖端浪涌浪涌,是大多数监管机构需要电信设备纵向和金属浪涌保护的主要原因。

电力故障

另一个系统瞬态是电信电缆的常见发生是曝光到交流电力系统。杆,沟槽和地线的常用使用导致不同水平的曝光水平,可以分类为直接电力故障,功率感应和地电位上升。

当电源线直接接触电信电缆时,会发生直接电源故障。直接接触通常是由树木,冬季结冰,严重雷暴和车辆事故引起的。直接电源故障可能导致线路上存在大的电流。

功率诱导是常见的,电力电缆和电信电缆彼此靠近近距离。电缆之间的电磁耦合导致系统瞬变被引导到电信电缆上,这又会导致位于电缆端部的终端设备中的过度加热和火灾。

地电位上升是大故障电流流向地的结果。由于土壤电阻率的变化和多个接地点,可能导致系统电位差。

闪电

闪电是大自然最常见和最危险的现象之一。在任何时候,全球有大约2,000次雷暴正在进入,闪电每秒超过100次撞击地球。根据IEEE C.62,在美国的一年内,雷电平均每平方英里平均52次,导致100人死亡,250次伤害,设备财产受损超过1亿美元。

闪电现象

闪电是由典型雷暴期间发生的雨,冰,上升草稿和下降草稿的复杂相互作用引起的。云层内的雨滴和冰的运动导致雷云顶部和底部的电荷大大积聚。通常,正电荷集中在雷头的顶部,而负电荷在底部附近积聚。直到两次电荷之间的潜在差异足以克服它们之间的空气的绝缘电阻,直到闪电本身就不会发生。

形成闪电

云到地闪电开始形成,因为下云水平中所含的负电荷水平开始增加并吸引位于地面的正电荷。当形成负电荷达到其峰值时,称为阶梯式领导者的电子浪涌开始朝向地球朝向地球。以50米的增量移动,阶梯式领导者启动电气路径(通道)进行雷击。随着阶梯式的领导者更靠近地,正极和负电荷之间的互吸引力导致从地面上拉到阶梯式领导的正电子流。带正电的流被称为拖缆。当拖车和阶梯式领导者进​​行联系时,它完成云和地之间的电路。在那瞬间,电子的爆炸性流动在光速的一半以半的速度下行驶,并完成闪电的形成。

闪电螺栓

闪电螺栓的初始闪光是在阶梯式领导者和拖缆使得连接导致电流的导通到地面时。随后的行程(3-4)发生的大量负电荷移动较近阶梯式领导者。被称为返回行程,这些随后的螺栓将空气加热到超过50,000°F的温度并导致与闪电相关的闪烁闪光。大多数闪电螺栓的总持续时间持续在500毫秒之间,一秒钟。

在雷击期间,相关的电压范围为20,000 V至1,000,000V,而电流平均约为35,000 A.然而,与闪电相关的最大电流已被测量高达30,000 A.

关于闪电的10个关键事实

  1. 闪电平均每秒100次撞到地球。
  2. 雷击可以影响一公里外的电脑和其他电子设备。
  3. 闪电在电源,数据通信和信号和电话线上导致瞬态过电压(非常快速的电涌)。这些浪涌然后携带并影响脆弱的设备。
  4. 风险电子设备包括计算机和外围设备,建筑管理系统,IP-PBX系统,CATV设备,火灾和安全系统,PoE系统和照明阵列。
  5. 瞬态过电压会立即对设备及其电路造成损坏,导致昂贵的、长时间的停工和潜在的损坏,并可能在几周或几个月后导致故障。
  6. 甚至具有结构防雷的建筑物的设备仍然有很大的风险,因为结构保护旨在防止对建筑物的损坏并防止生命损失。
  7. 虽然大多数企业都面临风险,但校园或多栋建筑工地往往尤其脆弱。
  8. 闪电可以在同一个地方撞击,可以多次撞击同一个地方。曾经遭受过一次遭受的遗址易受攻击,并且经常在几个月内再次遭受。
  9. 保护电子系统免受瞬态过压损坏的成本仅是损坏成本的一小部分。
  10. Littelfuse设计和制造优质雷电保护设备。

各种标准的浪涌波形
GR 1089核心
ITU-T K.20和K.21
TIA-968-A(以前称为FCC第68部分)
TIA-968-A(以前称为FCC第68部分)
IEC 61000-4-2、4-4和4-5概要
中国大陆标准-YD / T 950-1998
中国大陆标准-YD / T 993-1998
中国大陆标准-YD / T 1082-2000
认证和认证管理
中华人民共和国
UL 497.
UL 497
UL 497 b
UL 497 c
UL 497 d
UL 60950-1 2nd

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