Bourns公司整合线路防护方案(经典资料)

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大家好，我是柏恩的王永达，大家从这个图上可以看到过压保护元器件和过流保护元器件，在过压保护元器件的领域，在短路的技术来讲，一般来讲通电能力比较 强，从过压保护元器件讲有GDT、TISP，在过压保护元器件那边，GDT的通电能力比较强，但是反映时间比较慢，这边是通电能力强，那边是反映能力强， 这是半导体的技术。在过流领域，主要是分可恢复和不可恢复，在通讯产品里面可恢复的，在标准里面很多都会有交流电的搭建。它有快熔断和慢熔断的保险丝。还 有几何性的产品就是TBU，就是高速的过流保护元器件，快熔断也好，慢熔断也好，它的反映速度最少都是毫秒级。它同时本身也带有电阻性，同时可以做过压和 过流的产品。如果有开发工程师针对美国的通信行业也是比较齐全的产品系列。另外在今年柏恩发布了一个新的产品是CHip  Guard，在露天打雷比较频繁的地方。
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刚才讲了很多保护元器件，比较强的地方是在通讯口的防护上，一般来讲我们会分一级防护、二级防护、三级防护，包含传输速度、电压。不同的国家有不同的安 规，全世界主要有两个，主要是美国跟欧洲的安规，欧洲跟亚太地区的安规是差不多的，北美的比较独特。在一级防护那边要求的保护元器件通电能力比较强，反映 速度不能太高。接近设备那边就要求反映速度要高，因为越靠近设备电压就越敏感。特别是过压领域，我们很多时候会讲强压，在强压里面时间的长短，保护性能是 很关键的一个要点。在市场上来讲，在通讯行业里面我们要保护的接后主要是通信的产品，大部分都包含在这里面，主要有云口、DSL口、3G的接口，比较普及 的是以太网口等等，最后的部分我会针对每一种接口提供高压的防护给大家。在应用方面针对应用比较多的，最近的SDI的接口，这是最近比较热门的产品。
   
全世界的保护方案来讲有几个大阵营，在北美市场来讲，加拿大、美国主要是GR1089的标准，针对不同的接口会从1号接口到9号接口，主要分室内和室外。 ITU—T的标准就不一样，主要是针对亚太地区的国家，主要有K20、K21、K45，在开发的过程中要搞清楚卖哪个市场，定位是什么。当大家如果开发一 个产品的时候要了解自己的产品，接下来要知道接口达到哪个国家的标准。接下来我介绍一个比较革命性的过流保护元器件，是场效管触发器，它的优点是范围应用 范围比较大，要应用TBU的产品，我们主要是针对通信口的使用，我们可以用在LED。这个元器件基本上是用电流和触发的。主要是从40V到850V左右。 到底TBU是怎么操作的？在讲TBU的应用之前我先介绍一下，刚才讲到防护要分为一级防护、二级防护、三级防护，我先讲一下协调，协调的原因是因为每一个 保护元器件有它的优点、缺点，我们要用比较大通流的房屋元器件放在一级端，在一级和二级之间，怎么做到二级启动以后一级就启动呢？打雷打过来首先启动的永 远都是二级防护，它的半导体反映速度比较高，因为它是用气体的特性来做的，没有半导体那么快，雷打过来的时候首先二级防护启动，大的电流就会流到二级防 护，会产生什么效应呢？这里节点会上升，上升到一定程度后一级防护会启动，经过电路的时候要设计好协调的保护元器件，其实在电源的设计跟通信口的设计是不 一样的，我们会用电感来做协调，在通信口里面会用电阻、电容来做协调，我们在设计电路的时候，放了一级的保护元器件进去是没用的，二级防护不能带动一级防 护启动。还有另外一个问题，大电流通过，动不动是几百安培的电流，电流本身会穿过二级保护元器件，这个二级防护保护元器件长时间会损害。
这次电路保护与电磁兼容研讨会 的主办方 中国电子展 (www.aidzz.com)、电子元件技术网(www.cntronics.com)和我爱方案网(www.52solution.com)！   
接下来我会讲一个TBU的使用跟刚才讲到的一级、二级，用TBU的设计会有一个自然协调的功能存在，用电流触发，跟传统的保护器件不一样，它阻断的模式是 大浪打过来，在很短的时间开。大电流打过来，刚才说了是微秒间的，前面的电路还是往上升的，达到某一点的时候大电流就会经过一级防护排放掉，优点是大电流 基本上不会进入二级端，还有一个阻断的模式，线不能那么粗，如果对比来讲，这个部分要比较粗，电流经过保护元器件的本体，主要的差别是在这里。TBU有一 个特点是自然协调的功能存在。TBU本身的元器件电容会很低，基本上没有电容，还有比较低的电感，所以比较适合用在高频的器件上面，反应速度比较高。我们 看看电流跟电压的特性图，就可以看到过了它的触发电流，电流马上变得小，TBU会监控保护元器件的电压，有一个感应器会感应TBU两边的电压，在触发的范 围以内，还没有触发之前是一个稳定的电阻来的。简单来说TBU是电流触发，触发了以后会监控两边的电压，电压下到某一个水平会恢复过来，产品基本上要出厂 之前要保证它的功能的正常。
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在带负载的电流里面，TBU本身有一个稳定的电阻，它触发的过程中感应到有电阻的关系，很快就会反映过来。我们也打了一个图波，绿色的部分是加TBU之后 抓出来的浪涌电流，它在大概100纳秒反应过来，完全把电流压下来。在防护电路里面我们会测试两个部分，我们分别去测试两个TBU。TBU启动之后电压就 会压住。下面的特色可以看到，针对240V的交流电，TBU过了触发电流以后，马上就会压下来。反复过来低于某一点，到反向的时候，针对源头来讲，要应用 到可变电压的保护技术。过去十年在国内有一个比较有名的可变压的保护技术，我们柏恩，工作电压改变的时候，保护电压也能改变。在这个器件里面可以看到，它 同时包含了可变电压的部分跟电流触发部分，把TBU的技术，在改变电压的应用里面可以同时混合使用。刚才我在讲协调的应用里面也讲到，如果TBU配合了一 级防护可以做到自然协调，这个很普及应用在高压语音口也好，DSL的接口也好。首先打雷打过来的时候，为什么打1/50，手法触发过来是TBU，我们监控 B点跟A点的电压就是这个原因，抓这两个点的强压来对比，B点比A点更快反应过来。这个图就告诉我们TBU启动了一段时间才启动。