Geoptimaliseerde busbescherming met hoog vermogen en minder solderen

Voor de bescherming van bussen met hoge dichtheid en gelijkstroom (DC) met behulp van doorlopende gaten zijn meestal twee soldeerbewerkingen nodig tijdens het fabricageproces. De TVS (transient voltage suppression) diodes in discrete flat no-leads (DFN)-behuizing van Bourns Inc. maken gebruik van een opbouwontwerp, waardoor solderen aan de onderkant overbodig is voor moderne ontwerpen met krachtige beveiligingscomponenten.

Wanneer we een systeem willen beveiligen, moeten we grondig onderzoeken welke potentiële bedreigingen er bestaan voor de circuitcomponenten. In het geval van Power TVS (PTVS)-componenten of spanningsklemmen wordt de diode gewaardeerd aan de hand van de tijd dat de piekspanning optreedt en de maximale stroom van onafhankelijke stroomproducenten (IPP's) die de diode aankan. Het verminderen van de amplitude van de spanning tijdens het geleiden van stroom is cruciaal totdat de piektijd uiteindelijk eindigt.

Bescherming tegen te hoge spanningen, die het gevolg kunnen zijn van stroompieken, vonken in de motor, blikseminslag en elektrostatische ontlading (ESD), maakt reparatie en vervanging van beschadigde vitale onderdelen overbodig.

Als wereldleider op het gebied van circuitbeveiliging levert Bourns een breed assortiment overspannings- en overstroombeveiligingscomponenten, inclusief beveiliging met lage capaciteit.

Altijd op je hoede, altijd vitale onderdelen beschermen

Wanneer ze perfect functioneren, worden stroombeveiligingscomponenten niet opgemerkt totdat een storing hun noodzaak opnieuw bevestigt. De bescherming moet echter wel afdoende zijn, anders blijft het systeem kwetsbaar en bestaat de kans op ernstige schade. Dit kan duur worden wanneer er stilstand is of onderhoud nodig is.

Telecombedrijven die AC- en DC-voedingssystemen gebruiken, hebben altijd bescherming nodig tegen gebeurtenissen als indirecte blikseminslag en stroompieken.

De PTVS-apparaten met DFN-behuizing van Bourns bieden vele functies die zowel effectieve als optimale bescherming bieden voor een verscheidenheid aan signaalniveau- en stroomcircuits.

De PTVS2-058C-H is een opbouwdiode uit de PTVS-serie voor algemeen gebruik die voldoet aan ROHS3 (Afbeelding 1). Met een piekvermogen van 2 kA, 8/20-µs, biedt het herhaalde standoff-spanning van 22 tot 86 V en bidirectionele TVS. De PTVS2-058C-H is een van de beste TVS-diodes met hoge stroomsterkte en biedt bescherming tegen blikseminslag en inductieve en transiënte pieken tot aan de nominale limieten.

Afbeelding 1: De PTVS2-058C-H-diode uit de PTVS-serie levert uitstekende prestaties over een breed temperatuurbereik. (Bron afbeelding: Bourns)

De voorwaarden voor de taak definiëren

Specifieke terminologie wordt duidelijk wanneer u onderzoek doet naar TVS-diodes. Als ju de basis leert, wordt het veel eenvoudiger om de juiste beveiligingscomponenten te vinden:

• Piekpulsstroom (IPP): De maximale piekstroom die een diode aankan zonder schade.
• Klemspanning (VC): De maximale spanning over het beveiligingscircuit voor een bepaalde IPP.
• Repetitieve omgekeerde standoff-spanning (VWM): Dit is de drempelwaarde voor de normale bedrijfsspanning, ook wel de maximale piekspanning genoemd. De toegepaste spanning over de diode is lager dan de drempelwaarde vanwege de circuitbeveiliging door de TVS-diode met hoge impedantie.
• Doorslagspanning (VBR): Dit is de drempel waarbij de TVS-diode een gespecificeerde stroom begint te geleiden en mag het maximum voor het beschermde geïntegreerde circuit niet overschrijden.

Er zijn veel beschermingsniveaus nodig

Als het aankomt op het oplossen van mogelijke storingen, zijn er altijd opties.

Gewoonlijk heeft een circuit vele soorten en niveaus van beveiliging nodig. Voor circuits die twee of meer niveaus van transiënte ingangsspanningsbeveiliging nodig hebben, biedt de coördinatie van de mogelijkheden van componenten bovendien een hoger verdedigingsniveau, zodat componenten optimaal kunnen presteren.

PTVS-dioden voorkomen als klemmende component dat de spanning de vooraf ingestelde niveaus overschrijdt door opstartspanningen en inductieve transiënte spanningen te onderdrukken, waarbij de klemmende functie wordt opgeheven zodra de overspanning verdwijnt. Een TVS-klem is een bipolaire junctie van silicium. Het lijkt op een Zenerdiode, maar is in staat om een omgekeerde doorslagspanning te overleven, waardoor een relatief korte stroomstoot wordt gedissipeerd.

De klem-TVS verschilt van een koevoetcomponent, die de spanning op een lage waarde over zichzelf houdt tot de piek voorbij is.

Naast silicium kunnen klemmen worden gemaakt met een metaaloxide-varistor (MOV), een bidirectionele spanningsovergangsonderdrukker van halfgeleiders. Gewoonlijk neemt de spanning over het apparaat af naarmate de stroom erdoorheen toeneemt. In vergelijking met een PTVS-diode zorgt de MOV ervoor dat de spanning lager wordt en constant blijft terwijl de stroom blijft toenemen na een initiële piek van korte duur. Bovendien heeft een PTVS-diode een veel lagere klemspanning dan een MOV voor dezelfde piekstroom.

De ESD9B5.0ST5G-diode voor opbouwmontage (Afbeelding 2) maakt deel uit van de ESD9B-serie, ontworpen om gevoelige componenten te beschermen tegen elektrostatische ontladingen (ESD), met een lage lekkage, snelle reactietijden en een uitstekend klemvermogen. Door zijn kleine formaat is het zeer geschikt voor mobiele telefoons, MP3-spelers en talloze draagbare toepassingen waarbij de ruimte op de printplaat beperkt is.

Afbeelding 2: Met kleine afmetingen van 1,0 mm bij 0,60 mm en een lage opbouwhoogte van 0,4 mm is de onsemi ESD9B5.0ST5G ideaal voor de geminiaturiseerde componenten van vandaag. (Bron afbeelding: Bourns)

De juiste diode kiezen

De meeste leveranciers van PTVS-diodes hebben algemene selectierichtlijnen in hun gegevensbladen. Bij het kiezen van een diode komen de eigenschappen van het circuit dat elektrische bescherming nodig heeft en de testnorm van het circuit meestal op de voorgrond. De meest genoemde norm is IEC 61000-4-5.

Overweeg bij het kiezen van een PTVS-diode een diode met een standoff-spanning die hoger is dan de verwachte bedrijfsspanning van de toepassing. Zoek de absolute maximale spanning van alle apparaten langs de beveiligde lijn en selecteer een diode met een maximale klemspanning die lager is dan dat.

Ondergewaardeerde diodes of diodes die niet ontworpen zijn voor de maximale stroom, zullen het waarschijnlijk begeven tijdens een piekstroom en het circuit vernietigen. "Verwacht het ergste" is een gezegde dat je moet onthouden, dus door te controleren of de gespecificeerde piekstroom IPP de verwachte piekstroom in elke situatie veilig zal overschrijden, kom je een heel eind in de richting van het vermijden van potentiële storingen en schade aan waardevolle circuits.

PTVS-diodes en poortbescherming

PTVS-diodes zijn ook ideaal voor het beschermen van voedingspoorten, zowel uitgangen van voedingen als voedingsingangen, vooral wanneer een grote afstand de twee functies scheidt.

In het geval van blootstelling aan piekgebeurtenissen bij externe activiteiten voor voedingsaansluitdraden, Power over Ethernet (PoE), stroomvoorzieningsapparatuur (PSE) en stroomlevering (PD), moeten de aansluitingen op de RJ-45-poortconnectors worden beschermd. Om dit te garanderen, zijn er apparaten beschikbaar die de maximale telecom- en PoE-voedingsspanningen van 60 V beschermen, inclusief 48 V overspanningsbeveiliging in 5G kleine cellen.

Bourns levert DFN-behuizingenvoor opbouwmontage voor precies deze behoeften met diodes zoals de PTVS1-026C-H voor 1 kA en PTVS2-026C-H voor 2 kA, effectief voor 24 V telemetriesystemen en industriële besturing.

Conclusie

Stroomstoten, vonken, elektrostatische ontlading en blikseminslag vormen allemaal een reëel gevaar voor beschadiging van vitale elektrische circuits. Het gebruik van de juiste beschermingslagen met overspanningsbeveiligingsdiodes, zoals die van Bourns, Inc., is van vitaal belang om kostbare reparaties en vervanging te voorkomen, om nog maar te zwijgen van productie- en onderhoudsonderbrekingen.

Bourns heeft zich gevestigd als wereldleider op het gebied van circuitbeveiliging en biedt een breed assortiment overspannings- en overstroombeveiligingscomponenten en beveiliging met lage capaciteit.