Quelles sont les applications des diodes dans la protection contre la surtension des équipements de communication?

1. Les exigences de menace de foudre et de protection contre la foudre sont confrontées par les modules de communication
(1) menace de foudre
La foudre est un phénomène naturel complexe qui génère des impulsions électromagnétiques (LEMP) avec des caractéristiques telles que la haute énergie, le spectre de fréquences larges et le temps de hausse courte. Lorsque la foudre frappe les lignes de communication ou les bâtiments à proximité, il peut générer une surtension induite sur les lignes de communication, avec des amplitudes atteignant des milliers de volts ou même plus, et des durées allant de quelques nanosecondes à quelques microsecondes. De plus, la foudre peut également effectuer des modules de communication par le biais de lignes électriques, formant des surtensions électriques. Si ces surtensions transitoires et ces surintensités ne sont pas effectivement supprimées, elles affecteront directement les composants électroniques sensibles à l'intérieur du module de communication, causant des dommages tels que la dégradation des composants et l'épuisement professionnel.
(2) Exigences de protection contre la foudre
Pour garantir le fonctionnement fiable des modules de communication dans des environnements de foudre, des mesures de protection de la foudre de niveau multiple - doivent être prises. Parmi eux, l'utilisation de diodes TVS pour une protection locale à l'intérieur du module de communication est un moyen important. Les diodes TVS peuvent se dérouler rapidement lorsque des surtensions transitoires se produisent, serrez la surtension à un niveau sûr et déchargez le surintensité à la terre, protégeant ainsi les composants clés tels que les puces et les circuits à l'intérieur du module de communication contre les dommages causés par la foudre.
2. Principe de travail et paramètres clés de la diode TVS
(1) principe de travail
La diode TVS est un type spécial de diode qui, en fonctionnement normal, est dans un état d'impédance élevé et n'a presque aucun impact sur le fonctionnement normal du circuit. Lorsqu'une surtension transitoire se produit dans le circuit, la diode TVS réagira rapidement et sa jonction PN interne subira une dégradation de l'avalanche, passant d'un état de résistance élevée à un état de faible résistance, court-circuit la surtension à la terre. Une fois la surtension transitoire qui a disparu, la diode TVS reviendra automatiquement à un état de résistance élevée pour continuer à protéger le circuit.
(2) paramètres clés
Tension de panne (VBR): fait référence à la valeur de tension à laquelle la diode TVS commence à mener. Lors de la sélection, la tension de panne appropriée doit être choisie en fonction de la tension de fonctionnement normale du circuit protégé. Généralement, la tension de panne doit être supérieure à la tension de fonctionnement maximale du circuit protégé, tout en laissant une certaine marge.
Tension de serrage (VC): Lorsque la diode TVS est activée, la tension aux deux extrémités est serrée à la valeur de tension de la pince. Plus la tension de serrage est faible, meilleure est l'effet de protection sur le circuit protégé.
Capacité de transport du courant (IPP): fait référence au courant d'impulsion maximal de pic qu'une diode TVS peut résister. Plus la capacité de charge actuelle est grande, plus l'énergie de foudre que les diodes TVS peuvent résister.
Temps de réponse (TR): fait référence au temps qu'il faut à la diode TVS pour commencer à mener en détectant la surtension transitoire. Plus le temps de réponse est court, meilleur est l'effet de suppression sur la surtension transitoire.
3. Sélection de diodes TVS dans les modules de communication
(1) Sélectionner en fonction de la tension de travail du module de communication
Le module de communication a des niveaux de tension de travail différents, tels que 3,3 V, 5V, 12V, etc. Par exemple, pour un module de communication avec une tension de travail de 3,3 V, une diode TVS avec une tension de panne d'environ 5 V peut être sélectionnée.
(2) Sélectionnez le type d'interface en fonction du module de communication
Les modules de communication ont généralement plusieurs interfaces, telles que les ports série, les ports Ethernet, les interfaces USB, etc. Différents types d'interfaces ont des exigences de protection contre la foudre, il est donc nécessaire de choisir des diodes TVS appropriées pour la protection.
Port série: Les signaux de port série sont généralement faibles - Les signaux de vitesse et nécessitent une capacité relativement faible. Vous pouvez choisir des diodes télévisées unidirectionnelles ou bidirectionnelles pour la protection, telles que les diodes TVS unidirectionnelles de la série SMAJ.
Port Ethernet: le port Ethernet a un taux de transmission élevé et des exigences strictes pour l'intégrité et la capacité du signal. Les baies de diodes TVS à faible capacité et à réponse rapide doivent être sélectionnées pour la protection, telles que le réseau de diodes TVS de série SRV05-4.
Interface USB: les interfaces USB ont des normes différentes telles que USB 2.0 et USB 3.0, qui ont également des exigences différentes de protection contre la foudre. Pour les interfaces USB 2.0, un petit paquet, des diodes TVS à faible capacité telles que les séries USBLC6 - 2SC6 peuvent être sélectionnées; Pour les interfaces USB 3.0, il est nécessaire de choisir des diodes TVS avec des performances plus élevées pour répondre à leurs exigences de transmission à grande vitesse.
(3) Sélectionner en fonction du niveau de protection contre la foudre
Différents scénarios d'application ont des exigences différentes pour les niveaux de protection contre la foudre. Dans les zones avec une activité de foudre fréquente, il est nécessaire de choisir des diodes TVS avec une plus grande capacité de charge et un niveau de protection plus élevé. Par exemple, dans les stations de base en plein air et autres scénarios, les diodes TVS avec une capacité actuelle de plusieurs kilowatts, telles que la série de 5 kp, les diodes Power TVS High -, peuvent être sélectionnées.
4. Schéma d'application de la diode TVS dans le module de communication
(1) Protection de la ligne électrique
La ligne d'alimentation du module de communication est l'un des principaux moyens pour que Lightning envahisse. À l'extrémité de l'entrée d'alimentation, un schéma de protection de niveau multi - peut être adopté. Le premier niveau peut utiliser des tubes à décharge de gaz (GDT) ou des varistations (MOV) pour une protection approximative, libérant la majeure partie de l'énergie de la foudre au sol; Le deuxième niveau utilise des diodes TVS pour une protection fine, ce qui serre des surtensions transitoires résiduelles à un niveau sûr. Par exemple, une varistor peut être connectée en série à l'extrémité de l'entrée d'alimentation, suivie d'une diode TVS en parallèle, comme la série SMAJ.
(2) Protection des lignes du signal
Pour les lignes de signal du module de communication, les diodes TVS appropriées doivent être sélectionnées pour la protection en fonction du type et de la vitesse du signal. Les diodes TVS parallèles sont connectées aux deux extrémités de la ligne de signal. Lorsqu'une surtension transitoire se produit sur la ligne de signal, la diode TVS effectue rapidement et décharge rapidement la surtension à la terre, protégeant la ligne de signal et la puce finale du dos -. Par exemple, les diodes TVS bidirectionnelles telles que les diodes TVS bidirectionnelles de la série SM8 peuvent être utilisées pour la protection sur les lignes de signal RS-485.
(3) Conception de mise à la terre
Une bonne mise à la terre est la clé de la fonction de protection de la foudre efficace des diodes TVS. La mise à la terre des modules de communication doit suivre le principe de connexion équipotentielle, reliant le boîtier métallique, terre d'alimentation, sol de signal, etc. de l'équipement ensemble à travers des conducteurs à faible impédance et les fonder de manière fiable. La résistance à la mise à la terre doit être aussi petite que possible, généralement moins de 4 Ω. Dans le même temps, l'attention doit être accordée pour éviter la génération de boucles de mise à la terre et réduire les interférences électromagnétiques.
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