MOV vs GDT vs TVS Surge Protection: Technology Comparison

សេចក្តីផ្តើម

នៅពេលបញ្ជាក់ការការពាររលកសម្រាប់ប្រព័ន្ធអគ្គិសនី វិស្វករប្រឈមមុខនឹងជម្រើសជាមូលដ្ឋានក្នុងចំណោមបច្ចេកវិទ្យាស្នូលចំនួនបី៖ Metal Oxide Varistor (ម៉ូ), Gas Discharge Tube (GDT) និង Transient Voltage Suppressor (TVS) diode។ បច្ចេកវិទ្យានីមួយៗផ្តល់នូវលក្ខណៈពិសេសនៃដំណើរការខុសៗគ្នាដែលមានមូលដ្ឋានលើគោលការណ៍រូបវន្តផ្សេងៗគ្នា—MOVs ប្រើប្រាស់ភាពធន់នឹងសេរ៉ាមិចមិនលីនេអ៊ែរ, GDTs ទាញយកប្រយោជន៍ពីការ ionization ឧស្ម័ន និង TVS diodes ទាញយកផលប្រយោជន៍ពីការបំបែក avalanche semiconductor ។.

ការជ្រើសរើសមិនមែនអំពីការស្វែងរកបច្ចេកវិទ្យា “ល្អបំផុត” នោះទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ វាគឺអំពីការផ្គូផ្គងការសម្រុះសម្រួលជាមូលដ្ឋានទៅនឹងតម្រូវការកម្មវិធី។ MOV ដែលល្អឥតខ្ចោះក្នុងការចែកចាយមេ AC អាចបរាជ័យយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរនៅលើខ្សែទិន្នន័យល្បឿនលឿន។ GDT ដែលល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់ចំណុចប្រទាក់ទូរគមនាគមន៍នឹងខុសសម្រាប់ផ្លូវផ្គត់ផ្គង់ DC 5V ។ TVS diode ដែលល្អសម្រាប់ I/O កម្រិតក្តារអាចនឹងត្រូវគ្របដណ្ដប់លើសៀគ្វីខាងក្រៅដែលប៉ះពាល់នឹងរន្ទះ។.

អត្ថបទនេះពិនិត្យមើលបច្ចេកវិទ្យានីមួយៗពីគោលការណ៍ដំបូង ពន្យល់ពីរូបវិទ្យានៅពីក្រោយភាពខុសគ្នានៃដំណើរការរបស់ពួកគេ និងផ្តល់នូវការប្រៀបធៀបបរិមាណឆ្លងកាត់ពេលវេលាឆ្លើយតប វ៉ុល clamping ការគ្រប់គ្រងថាមពល សមត្ថភាព អាកប្បកិរិយាចាស់ និងតម្លៃ។ មិនថាអ្នកកំពុងរចនាការចែកចាយថាមពល SPD, ការការពារចំណុចប្រទាក់ទំនាក់ទំនង ឬការសម្របសម្រួលការការពារពហុដំណាក់កាល ការយល់ដឹងពីភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានទាំងនេះនឹងជួយអ្នកជ្រើសរើសសមាសធាតុដែលពិតជាការពារ—មិនត្រឹមតែឆ្លងកាត់ការទិញប៉ុណ្ណោះទេ។.

រូបភាព 0: ការប្រៀបធៀបរូបវន្តនៃបច្ចេកវិទ្យាការពាររលកចំនួនបី។ ខាងឆ្វេង: MOV (Metal Oxide Varistor) បង្ហាញឌីសសេរ៉ាមិចអុកស៊ីដស័ង្កសីពណ៌ខៀវលក្ខណៈជាមួយនឹងខ្សែនាំមុខរ៉ាឌីកាល់—ទំហំរូបវន្តកើនឡើងជាមួយនឹងកម្រិតវ៉ុល (កម្រាស់ឌីស) និងសមត្ថភាពបច្ចុប្បន្ន (អង្កត់ផ្ចិតឌីស)។ កណ្តាល: GDT (Gas Discharge Tube) បង្ហាញស្រោមសេរ៉ាមិច/កញ្ចក់បិទជិតរាងស៊ីឡាំងដែលមានឧស្ម័នអសកម្ម និងអេឡិចត្រូត—សំណង់ hermetic ធានានូវលក្ខណៈ sparkover ស្ថិរភាព។ ខាងស្តាំ: TVS Diode បង្ហាញកញ្ចប់ semiconductor ផ្សេងៗគ្នាពី SMD បង្រួម (0402, SOT-23) ទៅទ្រង់ទ្រាយតាមរន្ធធំជាង (DO-201, DO-218)—ទំហំ silicon die កំណត់កម្រិតថាមពលជីពចរ។ ភាពខុសគ្នារូបវន្តដ៏ខ្លាំងក្លាឆ្លុះបញ្ចាំងពីគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការខុសគ្នាជាមូលដ្ឋាន: ចំនុចប្រសព្វគ្រាប់ធញ្ញជាតិសេរ៉ាមិច (MOV), ផ្លាស្មា ionization ឧស្ម័ន (GDT) និងការបំបែក avalanche semiconductor (TVS) ។.

MOV (Metal Oxide Varistor): រចនាសម្ព័ន្ធ និងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

Metal Oxide Varistor គឺជាឧបករណ៍ semiconductor សេរ៉ាមិចដែលភាពធន់របស់វាធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលវ៉ុលកើនឡើង។ អាកប្បកិរិយាអាស្រ័យលើវ៉ុលនេះធ្វើឱ្យវាធ្វើដូចជាតង្កៀបវ៉ុលស្វ័យប្រវត្តិ—ធ្វើចរន្តយ៉ាងខ្លាំងក្នុងអំឡុងពេលរលកខណៈពេលដែលនៅតែមើលមិនឃើញស្ទើរតែក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការធម្មតា។.

ស្ថាបត្យកម្មខាងក្នុង

MOV មួយមានគ្រាប់ធញ្ញជាតិអុកស៊ីដស័ង្កសី (ZnO) ដែលត្រូវបានដុតរួមគ្នាជាមួយនឹងបរិមាណតិចតួចនៃ bismuth, cobalt, manganese និងអុកស៊ីដលោហៈផ្សេងទៀត។ វេទមន្តកើតឡើងនៅព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ ព្រំដែននីមួយៗរវាងគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ZnO ដែលនៅជាប់គ្នាបង្កើតបានជារបាំង Schottky មីក្រូទស្សន៍—ជាចំនុចប្រសព្វ diode ត្រឡប់ទៅក្រោយតូចមួយ។ ឌីស MOV តែមួយមានផ្ទុកនូវមីក្រូប្រសព្វរាប់លានដែលបានតភ្ជាប់នៅក្នុងបណ្តាញស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែលបីវិមាត្រដ៏ស្មុគស្មាញ។.

លក្ខណៈសម្បត្តិភាគច្រើនរបស់ឧបករណ៍លេចឡើងពីមីក្រូស្ថាបត្យកម្មនេះ។ កម្រាស់ឌីសកំណត់វ៉ុលប្រតិបត្តិការ (ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិកាន់តែច្រើននៅក្នុងស៊េរី = កម្រិតវ៉ុលខ្ពស់ជាង) ។ អង្កត់ផ្ចិតឌីសកំណត់សមត្ថភាពបច្ចុប្បន្ន (ផ្លូវប៉ារ៉ាឡែលកាន់តែច្រើន = ចរន្តរលកខ្ពស់ជាង) ។ នេះជាមូលហេតុដែលសន្លឹកទិន្នន័យ MOV បញ្ជាក់វ៉ុល varistor ក្នុងមួយមីលីម៉ែត្រនៃកម្រាស់ និងហេតុអ្វីបានជា MOVs ថាមពលខ្ពស់សម្រាប់ការចែកចាយថាមពលគឺជាប្លុកធំ ឬការផ្គុំឌីស។.

គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

នៅវ៉ុលក្រោមវ៉ុល varistor (Vᵥ) ចំនុចប្រសព្វព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៅតែស្ថិតក្នុងរបៀប depletion ហើយឧបករណ៍ទាញតែចរន្តលេចធ្លាយកម្រិត microampere ប៉ុណ្ណោះ។ នៅពេលដែលរលកជំរុញវ៉ុលលើសពី Vᵥ ចំនុចប្រសព្វបំបែកតាមរយៈ quantum tunneling និង avalanche multiplication ។ ភាពធន់ដួលរលំពី megohms ទៅ ohms ហើយ MOV shunts ចរន្តរលកទៅដី។.

ការផ្លាស់ប្តូរនេះគឺលឿនដោយធម្មជាតិ—sub-nanosecond នៅកម្រិតសម្ភារៈ។ MOVs កាតាឡុកស្តង់ដារសម្រេចបាននូវពេលវេលាឆ្លើយតបក្រោម 25 nanoseconds ដែលត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយ inductance នាំមុខ និងធរណីមាត្រកញ្ចប់ជាជាងរូបវិទ្យា ZnO ។ លក្ខណៈវ៉ុល-ចរន្តគឺមិនលីនេអ៊ែរខ្លាំង ដែលជាធម្មតាត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ I = K·Vᵅ ដែលមេគុណមិនលីនេអ៊ែរ α មានចាប់ពី 25 ដល់ 50 (ប្រៀបធៀបទៅនឹង α = 1 សម្រាប់ resistor លីនេអ៊ែរ) ។.

លក្ខណៈបច្ចេកទេសសំខាន់ៗ និងអាកប្បកិរិយា

ការគ្រប់គ្រងថាមពល៖ MOVs ឆ្នើមក្នុងការស្រូបយកថាមពលរលក។ ក្រុមហ៊ុនផលិតវាយតម្លៃសមត្ថភាពថាមពលដោយប្រើជីពចរចតុកោណ 2 មិល្លីវិនាទី និងចរន្តរលកដោយប្រើទម្រង់រលក 8/20 µs ស្តង់ដារ។ Block MOVs សម្រាប់ការចែកចាយថាមពលអាចដោះស្រាយបានពី 10,000 ទៅ 100,000 amperes នៃចរន្តរលកនៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍តែមួយ។.

ភាពចាស់ និងការខ្សោះគុណភាព៖ ការប៉ះពាល់នឹងរលកម្តងហើយម្តងទៀតបណ្តាលឱ្យខូចខាតមីក្រូស្ថាបត្យកម្មកកកុញ។ វ៉ុល varistor ផ្លាស់ប្តូរចុះក្រោម ចរន្តលេចធ្លាយកើនឡើង ហើយដំណើរការ clamping កាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺន។ ការផ្ទុកលើសទម្ងន់ខ្លាំងអាចធ្វើឱ្យព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិដាច់ ដែលបង្កើតផ្លូវ conductive អចិន្ត្រៃយ៍។ សម្រាប់ហេតុផលនេះ សន្លឹកទិន្នន័យបញ្ជាក់កត្តាកាត់បន្ថយសម្រាប់រលកដដែលៗ ហើយការដំឡើងសំខាន់ៗគួរតែត្រួតពិនិត្យចរន្តលេចធ្លាយ MOV ជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រថែទាំ។.

កម្មវិធីធម្មតា។៖ ការការពាររលកមេ AC, បន្ទះចែកចាយថាមពល, ម៉ូទ័រឧស្សាហកម្ម, ឧបករណ៍ធុនធ្ងន់ និងកម្មវិធីណាមួយដែលត្រូវការការស្រូបយកថាមពលខ្ពស់ជាមួយនឹងការឆ្លើយតបរហ័ស (nanosecond) ។.

រូបភាព 1: ផ្នែកកាត់ MOV បង្ហាញគ្រាប់ធញ្ញជាតិអុកស៊ីដស័ង្កសី (ZnO) ដែលបានបង្កប់នៅក្នុងម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិចជាមួយនឹងព្រំដែនអន្តរគ្រាប់ (បញ្ចូលពង្រីក) ។ ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិនីមួយៗបង្កើតបានជារបាំង Schottky មីក្រូទស្សន៍ បង្កើតបានជាមីក្រូប្រសព្វរាប់លាននៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែល។ វិមាត្ររូបវន្តរបស់ឌីស—កម្រាស់កំណត់កម្រិតវ៉ុល (ព្រំដែនកាន់តែច្រើននៅក្នុងស៊េរី) អង្កត់ផ្ចិតកំណត់សមត្ថភាពបច្ចុប្បន្ន (ផ្លូវប៉ារ៉ាឡែលកាន់តែច្រើន)—គ្រប់គ្រងដោយផ្ទាល់នូវដំណើរការការពាររលក។.

GDT (Gas Discharge Tube): រចនាសម្ព័ន្ធ និងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

Gas Discharge Tube ប្រើវិធីសាស្រ្តខុសគ្នាជាមូលដ្ឋាន: ជំនួសឱ្យការ clamping វ៉ុលជាមួយនឹងភាពធន់មិនលីនេអ៊ែរ វាបង្កើតសៀគ្វីខ្លីបណ្តោះអាសន្ននៅពេលដែលវ៉ុលលើសពីកម្រិតកំណត់។ សកម្មភាព “crowbar” នេះបង្វែរចរន្តរលកតាមរយៈឧស្ម័ន ionized ជាជាងសម្ភារៈរដ្ឋរឹង។.

ស្ថាបត្យកម្មខាងក្នុង

GDT មួយមានអេឡិចត្រូតពីរ ឬបីដែលបិទជិតនៅខាងក្នុងស្រោមសេរ៉ាមិច ឬកញ្ចក់ដែលពោរពេញទៅដោយឧស្ម័នអសកម្ម (ជាធម្មតាជាល្បាយនៃ argon, neon ឬ xenon នៅសម្ពាធក្រោមបរិយាកាស) ។ គម្លាតអេឡិចត្រូត និងសមាសភាពឧស្ម័នកំណត់វ៉ុលបំបែក។ ត្រា hermetic មានសារៈសំខាន់—ការចម្លងរោគ ឬការផ្លាស់ប្តូរសម្ពាធណាមួយនឹងផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈបំបែក។.

GDT បីអេឡិចត្រូតគឺជារឿងធម្មតានៅក្នុងកម្មវិធីទូរគមនាគមន៍ ដោយផ្តល់នូវការការពារពីបន្ទាត់ទៅបន្ទាត់ និងបន្ទាត់ទៅដីនៅក្នុងសមាសធាតុតែមួយ។ កំណែពីរអេឡិចត្រូតបម្រើការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាត់ទៅដីសាមញ្ញជាង។ អេឡិចត្រូតត្រូវបានស្រោបជាញឹកញាប់ជាមួយនឹងវត្ថុធាតុដែលកាត់បន្ថយវ៉ុលបំបែក និងធ្វើឱ្យស្ថេរភាពនៃការបង្កើតធ្នូ។.

គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

ស្ថិតក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា ឧស្ម័នមិន conductive ហើយ GDT បង្ហាញភាព impedance ជិតគ្មានកំណត់ (>10⁹ Ω) ជាមួយនឹងសមត្ថភាពទាបបំផុត—ជាធម្មតាទាបជាង 2 picofarads ។ នៅពេលដែលវ៉ុលបណ្តោះអាសន្នលើសពីវ៉ុល spark-over នោះវាលអគ្គិសនី ionizes ឧស្ម័ន។ អេឡិចត្រុងសេរីបង្កើនល្បឿន និងប៉ះទង្គិចជាមួយអាតូមឧស្ម័ន ដោយបញ្ចេញអេឡិចត្រុងកាន់តែច្រើននៅក្នុងដំណើរការ avalanche ។ ក្នុងរយៈពេលមួយភាគតូចនៃមីក្រូវិនាទី ឆានែលផ្លាស្មា conductive បង្កើតឡើងរវាងអេឡិចត្រូត។.

នៅពេលដែល ionized GDT ចូលទៅក្នុងរបៀបធ្នូ។ វ៉ុលឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ដួលរលំទៅវ៉ុលធ្នូទាប—ជាធម្មតា 10-20 វ៉ុលដោយមិនគិតពីវ៉ុលបំបែកដំបូង។ ឧបករណ៍ឥឡូវនេះធ្វើសកម្មភាពជាសៀគ្វីជិតខ្លី ដោយបង្វែរចរន្តរលកតាមរយៈផ្លាស្មា។ ធ្នូនៅតែបន្តរហូតដល់ចរន្តធ្លាក់ចុះក្រោម “ចរន្តផ្លាស់ប្តូរពន្លឺទៅធ្នូ” ជាធម្មតាដប់មីល្លីអំពែរ។.

អាកប្បកិរិយា crowbar នេះបង្កើតការពិចារណាលើការរចនាសំខាន់: ប្រសិនបើសៀគ្វីដែលបានការពារអាចប្រភព “ចរន្តតាមដាន” គ្រប់គ្រាន់លើសពីកម្រិតពន្លឺនោះ GDT អាចចាក់សោក្នុងការ conduction សូម្បីតែបន្ទាប់ពីរលកបណ្តោះអាសន្នបានបញ្ចប់ក៏ដោយ។ នេះជាមូលហេតុដែល GDTs នៅលើមេ AC ទាមទារភាពធន់នឹងស៊េរី ឬការសម្របសម្រួលជាមួយឧបករណ៍បំបែកនៅផ្នែកខាងលើ។ នៅលើការផ្គត់ផ្គង់ DC impedance ទាប ការចាក់សោចរន្តតាមដានអាចជាមហន្តរាយ។.

លក្ខណៈបច្ចេកទេសសំខាន់ៗ និងអាកប្បកិរិយា

សមត្ថភាពចរន្តរលក៖ GDTs ដោះស្រាយចរន្តរលកខ្ពស់ខ្លាំង—ឧបករណ៍ថ្នាក់ទូរគមនាគមន៍ធម្មតាត្រូវបានវាយតម្លៃសម្រាប់ 10,000 ទៅ 20,000 amperes (ទម្រង់រលក 8/20 µs) ជាមួយនឹងការស៊ូទ្រាំច្រើនដង។ សមត្ថភាពខ្ពស់នេះបានមកពីលក្ខណៈចែកចាយនៃឆានែលផ្លាស្មាជាជាងចំនុចប្រសព្វរដ្ឋរឹងក្នុងតំបន់។.

សមត្ថភាព៖ គុណសម្បត្តិដែលកំណត់របស់ GDTs គឺសមត្ថភាព sub-2 pF របស់ពួកគេ ដែលធ្វើឱ្យពួកវាមើលមិនឃើញចំពោះសញ្ញាល្បឿនលឿន។ នេះជាមូលហេតុដែលពួកគេគ្របដណ្តប់លើការការពារខ្សែទូរគមនាគមន៍: xDSL, ខ្សែ broadband និង Gigabit Ethernet មិនអាចអត់ធ្មត់ចំពោះសមត្ថភាពរបស់ MOVs ឬឧបករណ៍ TVS ជាច្រើនបានទេ។.

ឆ្លើយតបពេលវេលា៖ GDTs យឺតជាងឧបករណ៍រដ្ឋរឹង។ ការបំបែកជាធម្មតាកើតឡើងក្នុងរាប់រយ nanoseconds ទៅពីរបី microseconds អាស្រ័យលើវ៉ុល overshoot (dV/dt ខ្ពស់ជាងបង្កើនល្បឿន ionization) ។ សម្រាប់រលករហ័សនៅលើគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចដែលងាយរងគ្រោះ GDTs ត្រូវបានផ្គូផ្គងជាញឹកញាប់ជាមួយនឹងតង្កៀបលឿនជាងមុននៅក្នុងគ្រោងការណ៍ការពារដែលបានសម្របសម្រួល។.

ស្ថេរភាព និងអាយុកាល៖ GDTs ដែលមានគុណភាពបង្ហាញស្ថេរភាពរយៈពេលវែងដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ វិធីសាស្ត្រសាកល្បង ITU-T K.12 និង IEEE C62.31 ផ្ទៀងផ្ទាត់ដំណើរការលើវដ្តរលករាប់ពាន់។ GDTs ទូរគមនាគមន៍ដែលទទួលស្គាល់ដោយ UL បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្រតិចតួចបំផុតក្នុងរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍នៃការប្រើប្រាស់។.

កម្មវិធីធម្មតា។៖ ការការពារខ្សែទូរគមនាគមន៍ (xDSL, ខ្សែ, ខ្សែកាបអុបទិក), ចំណុចប្រទាក់ Ethernet ល្បឿនលឿន, RF និងការបញ្ចូលអង់តែន និងកម្មវិធីណាមួយដែលការផ្ទុកបន្ទាត់តិចតួចបំផុតគឺចាំបាច់ ហើយ impedance ប្រភពរលកគឺខ្ពស់ល្មមដើម្បីការពារបញ្ហាចរន្តតាមដាន។.

រូបភាព 2: សំណង់ Gas Discharge Tube (GDT) និងអាកប្បកិរិយាប្រតិបត្តិការ។ ដ្យាក្រាមខាងឆ្វេងបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុង: បន្ទប់ឧស្ម័នបិទជិត hermetically ជាមួយនឹងគម្លាតអេឡិចត្រូត និងការបំពេញឧស្ម័នអសកម្ម (argon/neon) ។ ក្រាហ្វខាងស្តាំបង្ហាញពីការឆ្លើយតប ionization—នៅពេលដែលវ៉ុលបណ្តោះអាសន្នលើសពីកម្រិត spark-over ឧស្ម័ន ionizes បង្កើតឆានែលផ្លាស្មា conductive វ៉ុលដួលរលំទៅរបៀបធ្នូ (~10-20V) ហើយចរន្តរលកបង្វែរតាមរយៈផ្លាស្មារហូតដល់ចរន្តធ្លាក់ចុះក្រោមកម្រិតផ្លាស់ប្តូរពន្លឺទៅធ្នូ។.

TVS Diode: រចនាសម្ព័ន្ធ និងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

Transient Voltage Suppressor diodes គឺជាឧបករណ៍ avalanche silicon ដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ការ clamping រលក។ ពួកវាបញ្ចូលគ្នានូវពេលវេលាឆ្លើយតបរហ័សបំផុតជាមួយនឹងវ៉ុល clamping ទាបបំផុតដែលមាននៅក្នុងសមាសធាតុការពាររលក ដែលធ្វើឱ្យពួកវាជាជម្រើសដែលពេញចិត្តសម្រាប់ការការពារសៀគ្វី semiconductor ដែលងាយរងគ្រោះ។.

ស្ថាបត្យកម្មខាងក្នុង

TVS diode គឺសំខាន់ Zener diode ឯកទេសដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងសម្រាប់ថាមពលជីពចរខ្ពស់ជាជាងបទប្បញ្ញត្តិវ៉ុល។ Silicon die មានចំនុចប្រសព្វ P-N ដែលមានសារធាតុ doping ខ្លាំងដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីចូលទៅក្នុងការបំបែក avalanche នៅវ៉ុលច្បាស់លាស់។ ផ្ទៃ die ធំជាង Zener regulators ដែលសមមូលដើម្បីដោះស្រាយចរន្តកំពូលនៃព្រឹត្តិការណ៍រលក—រាប់រយ amperes នៅក្នុងជីពចរ submicrosecond ។.

គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

ស្ថិតក្រោមវ៉ុលប្រតិបត្តិការធម្មតា TVS diode ដំណើរការនៅក្នុង reverse bias ជាមួយនឹងការលេចធ្លាយកម្រិត nanoampere ប៉ុណ្ណោះ។ នៅពេលដែលរលកបណ្តោះអាសន្នលើសពីវ៉ុលបំបែកបញ្ច្រាស (V_BR) ចំនុចប្រសព្វ silicon ចូលទៅក្នុងការ avalanche multiplication ។ Impact ionization បង្កើតទឹកជំនន់នៃគូអេឡិចត្រុង-រន្ធ ហើយភាពធន់នឹងចំនុចប្រសព្វដួលរលំ។ ឧបករណ៍ clamps វ៉ុលនៅកម្រិតបំបែកបូកនឹងភាពធន់ទ្រាំថាមវន្តគុណនឹងចរន្តរលក។.

រូបវិទ្យាគឺជារដ្ឋរឹងសុទ្ធសាធដោយគ្មានចលនាមេកានិច ionization ឧស្ម័ន ឬការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលសម្ភារៈ។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យពេលវេលាឆ្លើយតបនៅក្នុងជួរ nanosecond—sub-1 ns សម្រាប់ silicon ទទេ ទោះបីជា inductance កញ្ចប់ជាធម្មតាជំរុញការឆ្លើយតបប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពដល់ 1-5 ns សម្រាប់ឧបករណ៍ជាក់ស្តែង។ លក្ខណៈវ៉ុល-ចរន្តគឺចោតខ្លាំង (ភាពធន់ទ្រាំថាមវន្តទាប) ផ្តល់នូវការ clamping តឹង។.

លក្ខណៈបច្ចេកទេសសំខាន់ៗ និងអាកប្បកិរិយា

កម្រិតថាមពលជីពចរ៖ ក្រុមហ៊ុនផលិត TVS បញ្ជាក់សមត្ថភាពថាមពលដោយប្រើទទឹងជីពចរស្តង់ដារ (ជាធម្មតា 10/1000 µs ទម្រង់រលកអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល) ។ គ្រួសារផលិតផលទូទៅផ្តល់ជូននូវកម្រិតជីពចរ 400W, 600W, 1500W ឬ 5000W ។ សមត្ថភាពចរន្តកំពូលត្រូវបានគណនាពីថាមពលជីពចរ និងវ៉ុល clamping—ឧបករណ៍ 600W ជាមួយនឹង clamp 15V ដោះស្រាយប្រហែល 40A កំពូល។.

ដំណើរការ Clamping៖ TVS diodes ផ្តល់នូវវ៉ុល clamping ទាបបំផុតនៃបច្ចេកវិទ្យាការពាររលកណាមួយ។ សមាមាត្រនៃវ៉ុល clamping ទៅវ៉ុល standoff (V_C/V_WM) ជាធម្មតាគឺ 1.3 ទៅ 1.5 បើប្រៀបធៀបទៅនឹង 2.0-2.5 សម្រាប់ MOVs ។ ការគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការការពារតក្កវិជ្ជា 3.3V, USB 5V, សៀគ្វីរថយន្ត 12V និងបន្ទុកដែលងាយនឹងវ៉ុលផ្សេងទៀត។.

សមត្ថភាព៖ សមត្ថភាព TVS ប្រែប្រួលយ៉ាងទូលំទូលាយជាមួយនឹងការសាងសង់ឧបករណ៍។ TVS diodes ចំនុចប្រសព្វស្តង់ដារអាចបង្ហាញរាប់រយ picofarads ដែលផ្ទុកបន្ទាត់ទិន្នន័យល្បឿនលឿន។ គ្រួសារ TVS សមត្ថភាពទាបដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ HDMI, USB 3.0, Ethernet និង RF ប្រើធរណីមាត្រចំនុចប្រសព្វឯកទេស និងសម្រេចបាន sub-5 pF ក្នុងមួយបន្ទាត់។.

ភាពចាស់ និងភាពជឿជាក់៖ មិនដូច MOVs ទេ TVS diodes បង្ហាញពីការរសាត់ដំណើរការតិចតួចបំផុតក្រោមភាពតានតឹងជីពចរដែលបានវាយតម្លៃ។ ចំនុចប្រសព្វ silicon មិនកាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺនជាបន្តបន្ទាប់ពីរលកដដែលៗនៅក្នុងកម្រិតវាយតម្លៃទេ។ របៀបបរាជ័យជាធម្មតាគឺសៀគ្វីបើកចំហ (ការបំផ្លិចបំផ្លាញចំនុចប្រសព្វ) ឬសៀគ្វីខ្លី (ការបញ្ចូលលោហៈ) ដែលទាំងពីរកើតឡើងតែក្រោមការផ្ទុកលើសទម្ងន់ខ្លាំងលើសពីកម្រិតវាយតម្លៃប៉ុណ្ណោះ។.

កម្មវិធីធម្មតា។៖ ការការពារសៀគ្វីកម្រិតក្តារ (ច្រក I/O, ផ្លូវថាមពល), ចំណុចប្រទាក់ USB និង HDMI, គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចរថយន្ត, ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល DC, ខ្សែទិន្នន័យទំនាក់ទំនង និងកម្មវិធីណាមួយដែលត្រូវការការឆ្លើយតបរហ័ស និងការ clamping វ៉ុលតឹងសម្រាប់បន្ទុក semiconductor ។.

រូបភាព 3: ខ្សែកោងលក្ខណៈវ៉ុល-ចរន្ត (I-V) TVS diode បង្ហាញពីប្រតិបត្តិការ avalanche semiconductor ។ ស្ថិតក្រោមវ៉ុលធម្មតា (តំបន់ V_WM standoff) ឧបករណ៍រក្សាភាព impedance ខ្ពស់ជាមួយនឹងការលេចធ្លាយ nanoampere ។ នៅពេលដែលរលកបណ្តោះអាសន្នលើសពីវ៉ុលបំបែកបញ្ច្រាស (V_BR) ចំនុចប្រសព្វ P-N silicon ចូលទៅក្នុងការ avalanche multiplication—ភាពធន់នឹងចំនុចប្រសព្វដួលរលំ ហើយឧបករណ៍ clamps វ៉ុលនៅ V_C (វ៉ុលបំបែកបូកនឹងភាពធន់ទ្រាំថាមវន្ត × ចរន្តរលក) ។ ខ្សែកោងចោត (ភាពធន់ទ្រាំថាមវន្តទាប) ផ្តល់នូវការគ្រប់គ្រងវ៉ុលតឹងដែលសំខាន់សម្រាប់ការការពារបន្ទុក semiconductor ។.

Clamping vs Crowbar: ទស្សនវិជ្ជាការពារពីរ

ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះស្ថិតនៅក្នុងទស្សនវិជ្ជាការពាររបស់ពួកគេ។ MOVs និង TVS diodes គឺ ឧបករណ៍ clamping—ពួកវាដាក់កម្រិតវ៉ុលទៅកម្រិតជាក់លាក់មួយសមាមាត្រទៅនឹងចរន្តរលក។ GDTs គឺ ឧបករណ៍ crowbar—ពួកវាបង្កើតសៀគ្វីខ្លីដែលដួលរលំវ៉ុលទៅកម្រិតសំណល់ទាបដោយមិនគិតពីទំហំចរន្ត។.

អាកប្បកិរិយា Clamping (MOV និង TVS): នៅពេលដែលចរន្តរលកកើនឡើង វ៉ុល clamping កើនឡើងយោងទៅតាមខ្សែកោង V-I មិនលីនេអ៊ែររបស់ឧបករណ៍។ MOV ដែលមានកម្រិត 275V RMS អាច clamp នៅ 750V សម្រាប់រលក 1 kA ប៉ុន្តែឡើងដល់ 900V នៅ 5 kA ។ TVS diode ដែលមានកម្រិត 15V standoff អាច clamp នៅ 24V សម្រាប់ 10A ប៉ុន្តែឈានដល់ 26V នៅ 20A ។ បន្ទុកដែលបានការពារឃើញវ៉ុលដែលកំណត់ដោយទំហំរលក និងលក្ខណៈឧបករណ៍។.

អាកប្បកិរិយា Crowbar (GDT): នៅពេលដែលការបំបែកកើតឡើង GDT ចូលទៅក្នុងរបៀបធ្នូ ហើយវ៉ុលដួលរលំទៅ 10-20V ដោយមិនគិតពីថាតើចរន្តរលកគឺ 100A ឬ 10,000A ទេ។ នេះផ្តល់នូវការការពារដ៏ល្អនៅពេលដែលបានកេះ ប៉ុន្តែ spark-over ដំបូងអាចអនុញ្ញាតឱ្យមានការកើនឡើងវ៉ុល មុនពេល ionization បញ្ចប់។ នេះជាមូលហេតុដែលបន្ទុកដែលងាយរងគ្រោះនៅពីក្រោយ GDTs ត្រូវការ clamp លឿនបន្ទាប់បន្សំជាញឹកញាប់។.

ទស្សនវិជ្ជានីមួយៗសាកសមនឹងកម្មវិធីផ្សេងៗគ្នា។ ឧបករណ៍ Clamping ការពារដោយការកំណត់ការប៉ះពាល់វ៉ុល។ ឧបករណ៍ Crowbar ការពារដោយការបង្វែរចរន្ត។ Clamping ដំណើរការនៅពេលដែលសៀគ្វីដែលបានការពារអាចអត់ធ្មត់ចំពោះវ៉ុល clamp ។ Crowbar ដំណើរការនៅពេលដែលប្រភពរលកមាន impedance ខ្ពស់ល្មមដែលការ shorting បន្ទាត់មិនធ្វើឱ្យខូចឧបករណ៍នៅផ្នែកខាងលើ ឬបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាចរន្តតាមដាន។.

MOV vs GDT vs TVS: ការប្រៀបធៀបពីចំហៀងទៅចំហៀង

តារាងខាងក្រោមបរិមាណភាពខុសគ្នាសំខាន់ៗនៃដំណើរការឆ្លងកាត់បច្ចេកវិទ្យាការពាររលកទាំងបីនេះ៖

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ	MOV (Metal Oxide Varistor)	បំពង់បញ្ចេញឧស្ម័ន (GDT)	ទូរទស្សន៍សៃ
គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ	ធន់ទ្រាំមិនលីនេអែរអាស្រ័យវ៉ុល (ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ZnO)	ឧបករណ៍កាត់សៀគ្វីដោយអ៊ីយ៉ូដឧស្ម័ន	ការបំបែកបន្ទះព្រិលបាក់ដីនៃ semiconductor
យន្តការការពារ	ការគៀប	ឧបករណ៍កាត់សៀគ្វី	ការគៀប
ឆ្លើយតបពេលវេលា	<25 ns (ផ្នែកកាតាឡុកធម្មតា)	100 ns – 1 µs (អាស្រ័យវ៉ុល)	1-5 ns (កំណត់ដោយកញ្ចប់)
វ៉ុលគៀប/ធ្នូ	2.0-2.5 × MCOV	10-20 V (របៀបធ្នូ)	1.3-1.5 × V_standoff
ចរន្តកើនឡើង (8/20 µs)	400 A – 100 kA (អាស្រ័យទំហំ)	5 kA – 20 kA (កម្រិតទូរគមនាគមន៍)	10 A – 200 A (គ្រួសារ 600W ~40A)
ការគ្រប់គ្រងថាមពល	ល្អឥតខ្ចោះ (100-1000 J)	ល្អឥតខ្ចោះ (ប្លាស្មាដែលបានចែកចាយ)	មធ្យម (កំណត់ដោយប្រសព្វ)
សមត្ថភាព	50-5000 pF (អាស្រ័យលើផ្ទៃ)	<2 pF	5-500 pF (អាស្រ័យលើការសាងសង់)
អាកប្បកិរិយាចាស់	កាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺនជាមួយនឹងវដ្តកើនឡើង; V_n រសាត់ចុះក្រោម	ស្ថេរភាពលើការកើនឡើងរាប់ពាន់ដង	ការរសាត់តិចតួចបំផុតក្នុងកម្រិតវាយតម្លៃ
របៀបបរាជ័យ	ការខ្សោះជីវជាតិ → ខ្លី ឬ បើក	ខ្លី (ទ្រទ្រង់ធ្នូ)	បើក ឬ ខ្លី (មហន្តរាយតែប៉ុណ្ណោះ)
ហានិភ័យចរន្តតាម	ទាប (ពន្លត់ដោយខ្លួនឯង)	ខ្ពស់ (តម្រូវឱ្យមានការកំណត់ខាងក្រៅ)	គ្មាន (រដ្ឋរឹង)
ជួរវ៉ុលធម្មតា	18V RMS – 1000V RMS	75V – 5000V DC sparkover	3.3V – 600V standoff
តម្លៃ (ទាក់ទង)	ទាប ($0.10 – $5)	ទាប-មធ្យម ($0.50 – $10)	ទាប-មធ្យម ($0.20 – $8)
ស្តង់ដារ	IEC 61643-11, UL 1449	ITU-T K.12, IEEE C62.31	IEC 61643-11, UL 1449
បឋមកម្មវិធី	បណ្តាញ AC, ការចែកចាយថាមពល, ឧស្សាហកម្ម	ខ្សែទូរគមនាគមន៍, ទិន្នន័យល្បឿនលឿន, អង់តែន	I/O កម្រិតក្តារ, ការផ្គត់ផ្គង់ DC, រថយន្ត

ចំណុចសំខាន់ៗពីការប្រៀបធៀប

ម៉ូវ ផ្តល់នូវតុល្យភាពដ៏ល្អបំផុតនៃការគ្រប់គ្រងថាមពល ការឆ្លើយតបរហ័ស និងតម្លៃសម្រាប់ការកើនឡើងកម្រិតថាមពល។ ពួកវាគ្របដណ្តប់លើការការពារមេ AC ប៉ុន្តែទទួលរងពីការផ្ទុក capacitance នៅលើសៀគ្វីប្រេកង់ខ្ពស់ និងភាពចាស់កកកុញក្រោមភាពតានតឹងម្តងហើយម្តងទៀត។.

GDTs ឆ្នើមដែលការផ្ទុកបន្ទាត់តិចតួចបំផុតមានសារៈសំខាន់ ហើយសមត្ថភាពចរន្តកើនឡើងត្រូវតែត្រូវបានកើនឡើងជាអតិបរមា។ capacitance ទាបបំផុតរបស់ពួកគេធ្វើឱ្យពួកវាមិនអាចជំនួសបាននៅក្នុងកម្មវិធីទូរគមនាគមន៍ និង RF ប៉ុន្តែការឆ្លើយត slower យឺត និងហានិភ័យចរន្តតាមតម្រូវឱ្យមានការរចនាសៀគ្វីដោយប្រុងប្រយ័ត្ន។.

TVS diodes ផ្តល់នូវការគៀបដែលលឿនបំផុត និងតឹងបំផុតសម្រាប់គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចដែលងាយរងគ្រោះ។ ពួកវាជាជម្រើសជាក់ស្តែងតែមួយគត់សម្រាប់ការការពារ semiconductor I/O នៅវ៉ុលក្រោម 50V ប៉ុន្តែសមត្ថភាពថាមពលមានកំណត់មានន័យថាពួកវាមិនអាចដោះស្រាយការកើនឡើងកម្រិតរន្ទះដែល MOVs និង GDTs ស្រូបយកជាប្រចាំនោះទេ។.

រូបភាពទី 4: គំនូសតាងប្រៀបធៀបវិជ្ជាជីវៈដែលផ្ទុយពីបច្ចេកវិទ្យា MOV (Metal Oxide Varistor) និង TVS (Transient Voltage Suppressor) ឆ្លងកាត់លក្ខណៈបច្ចេកទេសសំខាន់ៗ។ MOVs បង្ហាញសមាមាត្រវ៉ុលគៀបខ្ពស់ជាង (2.0-2.5× MCOV) ជាមួយនឹងការស្រូបយកថាមពលដ៏ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់ការកើនឡើងកម្រិតថាមពល ខណៈពេលដែល TVS diodes ផ្តល់នូវការគ្រប់គ្រងវ៉ុលកាន់តែតឹងរ៉ឹង (1.3-1.5× standoff) ជាមួយនឹងការឆ្លើយតបរហ័សជាង (<5 ns) សម្រាប់ការការពារ semiconductor ។ តារាងរួមបញ្ចូលការវាយតម្លៃវ៉ុល សមត្ថភាពចរន្តកើនឡើង និងឧទាហរណ៍លេខផ្នែកធម្មតាដែលបង្ហាញពីស្រោមសំបុត្រដំណើរការបំពេញបន្ថែមនៃបច្ចេកវិទ្យានីមួយៗ។.

មគ្គុទ្ទេសក៍ជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យា៖ ពេលណាត្រូវប្រើនីមួយៗ

ការជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាការពារការកើនឡើងត្រឹមត្រូវអាស្រ័យលើការផ្គូផ្គងលក្ខណៈឧបករណ៍ទៅនឹងតម្រូវការសៀគ្វី។ នេះគឺជាក្របខ័ណ្ឌនៃការសម្រេចចិត្ត៖

ប្រើ MOV នៅពេល៖

• វ៉ុលសៀគ្វីគឺជាមេ AC ឬ DC វ៉ុលខ្ពស់ (>50V)៖ MOVs មាននៅក្នុងការវាយតម្លៃវ៉ុលពី 18V RMS ដល់ជាង 1000V ដែលត្រូវគ្នាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះទៅនឹងលំនៅដ្ឋាន (120/240V) ពាណិជ្ជកម្ម (277/480V) និងការចែកចាយថាមពលឧស្សាហកម្ម។.
• ថាមពលកើនឡើងគឺខ្ពស់៖ ការកើនឡើងដែលបណ្តាលមកពីរន្ទះ ការផ្លាស់ប្តូរឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ និងការបញ្ចូលម៉ូទ័រ បង្កើតកម្រិតថាមពល (រាប់រយទៅរាប់ពាន់ joules) ដែលមានតែ MOVs ប៉ុណ្ណោះដែលអាចស្រូបយកបានដោយសន្សំសំចៃ។.
• ពេលវេលាឆ្លើយតប <25 ns អាចទទួលយកបាន៖ គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចថាមពល និងឧបករណ៍ឧស្សាហកម្មភាគច្រើនអត់ធ្មត់នឹងល្បឿនឆ្លើយតប MOV ។.
• ផ្ទុកសមត្ថភាពគឺអាចទទួលយកបាន៖ នៅប្រេកង់ថាមពល (50/60 Hz) សូម្បីតែសមត្ថភាព 1000 pF គឺមិនសំខាន់ទេ។.
• ការចំណាយត្រូវបានកំណត់៖ MOVs ផ្តល់នូវការចំណាយទាបបំផុតក្នុងមួយ joule នៃការការពារ។.

ជៀសវាង MOVs នៅពេល ការពារខ្សែទំនាក់ទំនងល្បឿនលឿន (ការផ្ទុកសមត្ថភាព), សៀគ្វី semiconductor វ៉ុលទាប (វ៉ុល clamping ខ្ពស់ពេក), ឬកម្មវិធីដែលតម្រូវឱ្យមានការធានាថាមិនមានការរសាត់ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍ (ការព្រួយបារម្ភអំពីភាពចាស់) ។.

ប្រើ GDT នៅពេល៖

• ការផ្ទុកបន្ទាត់ត្រូវតែមានតិចតួចបំផុត (<2 pF)៖ ម៉ូដឹម xDSL, ខ្សែ broadband, Gigabit Ethernet, ឧបករណ៍ទទួល RF និងការបញ្ចូលអង់តែនមិនអាចទ្រាំទ្រនឹងសមត្ថភាពរបស់ MOVs ឬឧបករណ៍ TVS ស្តង់ដារបានទេ។.
• សមត្ថភាពចរន្តកើនឡើងត្រូវតែត្រូវបានកើនឡើងជាអតិបរមា៖ ការិយាល័យកណ្តាលទូរគមនាគមន៍, ប៉មទូរស័ព្ទ និងការដំឡើងក្រៅផ្ទះប្រឈមមុខនឹងការកើនឡើងរន្ទះដែលមានទំហំធំម្តងហើយម្តងទៀតដែលលើសពីកម្រិត TVS ។.
• សៀគ្វីការពារមាន impedance ប្រភពខ្ពស់៖ ខ្សែទូរស័ព្ទ (600Ω), feedlines អង់តែន (50-75Ω) និងខ្សែទិន្នន័យអាចត្រូវបាន crowbarred ដោយសុវត្ថិភាពដោយគ្មាន follow-current ហួសកម្រិត។.
• វ៉ុលប្រតិបត្តិការគឺខ្ពស់ (>100V)៖ GDTs អាចរកបានជាមួយនឹងវ៉ុល sparkover ពី 75V ទៅ 5000V ដែលគ្របដណ្តប់វ៉ុលទូរគមនាគមន៍, PoE (Power over Ethernet) និងសញ្ញាវ៉ុលខ្ពស់។.

ជៀសវាង GDTs នៅពេល ការពារការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល DC impedance ទាប (ហានិភ័យ follow-current), សៀគ្វីដែលត្រូវការការឆ្លើយតបរហ័សបំផុត (<100 ns សំខាន់), ឬបន្ទុកដែលងាយនឹងវ៉ុលដែលមិនអាចទ្រាំទ្រនឹង spike spark-over ដំបូង (ត្រូវការ clamping បន្ទាប់បន្សំ) ។.

ប្រើ TVS Diode នៅពេល៖

• វ៉ុល Clamping ត្រូវតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង៖ ឡូជីខល 3.3V, USB 5V, សៀគ្វីរថយន្ត 12V និងបន្ទុក semiconductor ផ្សេងទៀតតម្រូវឱ្យមានការ clamping ក្នុងរង្វង់ 20-30% នៃវ៉ុលបន្ទាប់បន្សំ - មានតែ diodes TVS ប៉ុណ្ណោះដែលផ្តល់នូវបញ្ហានេះ។.
• ពេលវេលាឆ្លើយតបត្រូវតែលឿនបំផុត (<5 ns)៖ ការការពារ processors ល្បឿនលឿន, FPGAs និងសៀគ្វីអាណាឡូកដែលងាយរងគ្រោះទាមទារការឆ្លើយតប nanosecond ។.
• វ៉ុលសៀគ្វីគឺទាបទៅមធ្យម (<100V)៖ គ្រួសារ TVS គ្របដណ្តប់អ្វីៗគ្រប់យ៉ាងពីខ្សែទិន្នន័យ 3.3V ដល់ការផ្គត់ផ្គង់ទូរគមនាគមន៍ 48V ។.
• ភាពចាស់/ការរសាត់មិនអាចទ្រាំទ្របានទេ។៖ ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ, អាកាសចរណ៍ និងប្រព័ន្ធសំខាន់ៗផ្នែកសុវត្ថិភាពទាមទារការការពារដែលអាចព្យាករណ៍បាន និងមានស្ថេរភាពក្នុងរយៈពេលអាយុកាលផលិតផល។.
• ទំហំក្តារមានកំណត់៖ ឧបករណ៍ SMT TVS នៅក្នុងកញ្ចប់ 0402 ឬ SOT-23 សមនឹងកន្លែងដែល MOVs និង GDTs មិនអាច។.

ជៀសវាង diodes TVS នៅពេល ថាមពលកើនឡើងលើសពីកម្រិតថាមពលជីពចរ (ឧបករណ៍ 600W ធម្មតាស្រូបយកតែ ~1 joule ប៉ុណ្ណោះ), ចរន្តកើនឡើងលើសពីកម្រិតកំពូល (40A ធម្មតាសម្រាប់ 600W នៅ 15V), ឬការចំណាយក្នុងមួយឆានែលក្លាយជាការហាមឃាត់នៅក្នុងប្រព័ន្ធពហុខ្សែ។.

ម៉ាទ្រីសការសម្រេចចិត្ត

កម្មវិធី	បច្ចេកវិទ្យាចម្បង	ហេតុផល
ការការពារបន្ទះ AC mains	MOV (ប្រភេទ 1/2 SPD)	ថាមពលខ្ពស់, 120-480V, សន្សំសំចៃ
ចំណុចប្រទាក់ខ្សែទូរគមនាគមន៍	GDT + TVS (staged)	GDT ស្រូបយកថាមពល, TVS clamps សំណល់
ខ្សែទិន្នន័យ USB 2.0 / 3.0	TVS cap ទាប	គែមលឿន, ការផ្គត់ផ្គង់ 5V, <5 pF តម្រូវឱ្យមាន
Ethernet (10/100/1000 Base-T)	GDT (បឋម) + TVS cap ទាប	ការផ្ទុកតិចតួចបំផុត, ការប៉ះពាល់កើនឡើងខ្ពស់
24V DC industrial I/O	TVS	Clamp តឹង, ការឆ្លើយតបរហ័ស, គ្មានភាពចាស់
PV solar DC input	MOV (DC-rated)	វ៉ុលខ្ពស់ (600-1000V), ថាមពលខ្ពស់
សៀគ្វីរថយន្ត 12V	TVS	ការការពារ load dump, clamp តឹងនៅ 24-36V
RF antenna input	សែន	Sub-2 pF, ការគ្រប់គ្រងថាមពលខ្ពស់
3.3V FPGA power rail	TVS (cap ទាប)	6-8V clamp, <1 ns ការឆ្លើយតបសំខាន់

ម៉ាទ្រីសនេះគឺជាចំណុចចាប់ផ្តើម។ ការដំឡើងស្មុគស្មាញជាញឹកញាប់រួមបញ្ចូលគ្នានូវបច្ចេកវិទ្យានៅក្នុងគ្រោងការណ៍ការពារស្រទាប់ ដោយទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីកម្លាំងនៃដំណាក់កាលនីមួយៗ។.

រូបភាពទី 5៖ គំនូសតាងស្ថាបត្យកម្មការពារការកើនឡើងបីដំណាក់កាលប្រកបដោយវិជ្ជាជីវៈដែលបង្ហាញពីយុទ្ធសាស្ត្រការពារដែលបានសម្របសម្រួល។ ដំណាក់កាលទី 1 (បឋម)៖ ប្រភេទ 1 MOV SPD នៅច្រកចូលសេវាកម្មដោះស្រាយថាមពលកើនឡើងខ្លាំង (40-100 kA) និង clamps វ៉ុលពី 10+ kV ទៅ ~600V ។ ដំណាក់កាលទី 2 (បន្ទាប់បន្សំ)៖ Gas Discharge Tube បង្វែរ transients វ៉ុលខ្ពស់ដែលនៅសេសសល់ និងកាត់បន្ថយវ៉ុលទៅ ~30V តាមរយៈប្រតិបត្តិការ arc mode ។ ដំណាក់កាលទី 3 (ចុងក្រោយ)៖ TVS diode ផ្តល់នូវ clamping តឹង (<1.5× standoff voltage) ជាមួយនឹងការឆ្លើយតប nanosecond ដើម្បីការពារបន្ទុក semiconductor ដែលងាយរងគ្រោះ។ ដំណាក់កាលនីមួយៗមានលក្ខណៈពិសេសនៃការដាក់ដីត្រឹមត្រូវ និងការសម្របសម្រួលវ៉ុល ដើម្បីធានាថាឧបករណ៍ upstream ដំណើរការមុនពេលសមាសធាតុ downstream បង្កើតចំណុច “handoff” ច្បាស់លាស់ដែលចែកចាយថាមពលកើនឡើងនៅទូទាំង cascade ការពារ។ វិធីសាស្រ្តស្រទាប់នេះទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីកម្លាំងបំពេញបន្ថែមនៃបច្ចេកវិទ្យា MOV (ថាមពលខ្ពស់), GDT (សមត្ថភាពទាប) និង TVS (clamp តឹង) ។.

ការការពារស្រទាប់៖ ការរួមបញ្ចូលគ្នានូវបច្ចេកវិទ្យា

ស្ថាបត្យកម្មការពារការកើនឡើងដ៏រឹងមាំបំផុតមិនពឹងផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យាតែមួយទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ ពួកគេសម្របសម្រួលដំណាក់កាលជាច្រើន ដែលនីមួយៗត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងសម្រាប់ផ្នែកផ្សេងគ្នានៃវិសាលគមការគំរាមកំហែង។ វិធីសាស្រ្ត “ការពារស៊ីជម្រៅ” នេះទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីកម្លាំងបំពេញបន្ថែមនៃបច្ចេកវិទ្យា MOV, GDT និង TVS ។.

ហេតុអ្វីបានជាស្រទាប់ការពារ?

ការចែកចាយថាមពល៖ TVS diode តែមួយមិនអាចស្រូបយកការកើនឡើងរន្ទះ 10 kA បានទេ ប៉ុន្តែ GDT upstream អាចបង្វែរ 99% នៃថាមពលនោះ ដោយទុកឱ្យ TVS clamp សំណល់។ ដំណាក់កាលនីមួយៗដោះស្រាយអ្វីដែលវាធ្វើបានល្អបំផុត។.

ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពល្បឿន: GDT ត្រូវការពេលរាប់រយណាណូសេខិនដើម្បីបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុង។ ក្នុងអំឡុងពេលនោះ TVS លឿននៅផ្នែកខាងក្រោមអាចកៀបកម្ពស់ដំបូង ការពារការខូចខាតដល់បន្ទុកដែលងាយរងគ្រោះ។ នៅពេលដែល GDT បាញ់ វាគ្រប់គ្រងការបង្វែរចរន្តភាគច្រើន។.

សម្របសម្រួលវ៉ុល: ឧបករណ៍នៅផ្នែកខាងលើត្រូវតែបំបែកមុនឧបករណ៍នៅផ្នែកខាងក្រោម។ ការជ្រើសរើសត្រឹមត្រូវធានាថាកម្រិតទីមួយដំណើរការនៅ 600V ដោយកំណត់អ្វីដែលទៅដល់កម្រិតទីពីរ (វាយតម្លៃ 150V) ដែលការពារបន្ទុកចុងក្រោយ (វាយតម្លៃ 50V) ។.

ស្ថាបត្យកម្មស្រទាប់ទូទៅ

ចំណុចប្រទាក់ទូរគមនាគមន៍ (GDT + TVS):

• ដំណាក់កាលដំបូង: GDT នៅព្រំដែនចំណុចប្រទាក់ដោះស្រាយការរន្ទះបាញ់ដោយផ្ទាល់ និងកំហុសថាមពលវ៉ុលខ្ពស់ (រលក 2-10 kV រហូតដល់ 20 kA) ។.
• ដំណាក់កាលទីពីរ: ឌីយ៉ូត TVS ដែលមានសមត្ថភាពទាបកៀបចរន្តឆ្លងកាត់ដែលនៅសេសសល់ទៅកម្រិតសុវត្ថិភាពសម្រាប់ IC ឧបករណ៍បញ្ជូន (<30V) ។.
• ការសម្របសម្រួល: GDT បញ្ឆេះនៅ 400V, TVS បំបែកនៅ 15V, ការវាយតម្លៃអតិបរមារបស់ឧបករណ៍បញ្ជូន 12V ។ TVS ការពារកំឡុងពេលពន្យាពេលបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុង GDT; នៅពេលដែល GDT បាញ់ វាសន្មត់កាតព្វកិច្ចចរន្តភាគច្រើន។.

Ethernet PoE (GDT + TVS + Inductor):

• បឋម: GDT បង្វែររលករន្ទះពីខ្សែទៅដី។.
• ស៊េរី inductor: បន្ថយល្បឿននៃការកើនឡើងនៃរលក (dV/dt) ផ្តល់ពេលវេលា GDT ដើម្បីបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុង និងកំណត់ចរន្តទៅក្នុងដំណាក់កាលខាងក្រោម។.
• ទីពីរ: ឌីយ៉ូត TVS នៅលើគូឌីផេរ៉ង់ស្យែលនីមួយៗកៀបចរន្តឆ្លងកាត់របៀបទូទៅ និងរបៀបឌីផេរ៉ង់ស្យែល ដើម្បីការពារ Ethernet PHY (±8V អតិបរមា) ។.

ផ្ទាំង AC ឧស្សាហកម្ម (MOV បឋម + MOV ទីពីរ):

• ច្រកចូលសេវាកម្ម: MOV ប្រភេទ 1 ដែលមានអត្រា 40-100 kA ដោះស្រាយការរន្ទះបាញ់ដោយផ្ទាល់ (វ៉ុល 1.2/50 µs, រលកចរន្ត 10/350 µs ក្នុងមួយ IEC 61643-11) ។.
• ផ្ទាំងចែកចាយ: MOV ប្រភេទ 2 ដែលមានអត្រា 20-40 kA កៀបរលកដែលនៅសេសសល់ដែលភ្ជាប់តាមរយៈខ្សែភ្លើងអាគារ។.
• ឧបករណ៍ផ្ទុក: SPD ប្រភេទ 3 ឬ TVS កម្រិតក្តារផ្តល់នូវការការពារចុងក្រោយនៃចំណុចប្រើប្រាស់។.

ប្រព័ន្ធថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ PV (MOV DC + TVS):

• ប្រអប់ប្រសព្វអារេ: MOV ដែលមានអត្រា DC (600-1000V) នៅលើទិន្នផលខ្សែ PV ដោះស្រាយរលកដែលបណ្តាលមកពីរន្ទះ។.
• បញ្ចូល Inverter: ឌីយ៉ូត TVS ការពារឧបករណ៍បំលែង DC-DC និងឧបករណ៍បញ្ជា MPPT semiconductors ដោយកៀបនៅកម្រិតដែលស៊ីលីកុនអាចរស់បាន។.

គន្លឹះក្នុងការសម្របសម្រួលដោយជោគជ័យគឺការជ្រើសរើសវ៉ុលបំបែកដែលបង្កើតចំណុច “ប្រគល់” ច្បាស់លាស់ និងផ្ទៀងផ្ទាត់ថាថាមពលដែលអនុញ្ញាតពីដំណាក់កាលមួយនៅតែស្ថិតក្នុងការវាយតម្លៃនៃដំណាក់កាលបន្ទាប់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតប្រព័ន្ធ SPD ពេញលេញ (ដូចជា VIOX) ជាញឹកញាប់បោះពុម្ពផ្សាយការផ្គុំដែលបានសាកល្បង និងសម្របសម្រួលដែលលុបបំបាត់ភាពស្មុគស្មាញនៃការរចនានេះ។.

សេចក្តីសន្និ

ការជ្រើសរើសសមាសធាតុការពាររលកមិនមែននិយាយអំពីការស្វែងរកបច្ចេកវិទ្យា “ល្អបំផុត” នោះទេ គឺអំពីការផ្គូផ្គងរូបវិទ្យាទៅនឹងតម្រូវការ។ MOVs ប្រើប្រាស់សេរ៉ាមិចអុកស៊ីដស័ង្កសីដើម្បីស្រូបយកថាមពលខ្ពស់នៅវ៉ុលថាមពល។ GDTs ទាញយកប្រយោជន៍ពីការបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុងឧស្ម័ន ដើម្បីសម្រេចបាននូវការផ្ទុកបន្ទាត់អប្បបរមាជាមួយនឹងសមត្ថភាពចរន្តអតិបរមា។ ឌីយ៉ូត TVS ប្រើប្រាស់ការរលំនៃ semiconductor សម្រាប់កៀបលឿនបំផុត និងតឹងបំផុតនៃគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចដែលងាយរងគ្រោះ។.

បច្ចេកវិទ្យានីមួយៗតំណាងឱ្យការដោះដូរជាមូលដ្ឋាន៖

• MOVs ដោះដូរវ៉ុលកៀបខ្ពស់ និងភាពចាស់សម្រាប់ដំណើរការថាមពល និងតម្លៃដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។.
• GDTs ដោះដូរការឆ្លើយតបយឺត និងហានិភ័យនៃចរន្តតាមដានសម្រាប់សមត្ថភាពទាបបំផុត និងការស៊ូទ្រាំនឹងរលក។.
• ឌីយ៉ូត TVS ដោះដូរសមត្ថភាពថាមពលមានកំណត់សម្រាប់ការឆ្លើយតបរហ័សបំផុត និងការគ្រប់គ្រងវ៉ុលតឹងបំផុត។.

ការយល់ដឹងអំពីការដោះដូរទាំងនេះ ដែលចាក់ឫសក្នុងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការដែលយើងបានពិនិត្យ អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបញ្ជាក់ការការពារដែលដំណើរការជាក់ស្តែងនៅក្នុងកម្មវិធីរបស់អ្នក។ MOV 600V នៅលើខ្សែទិន្នន័យ 5V នឹងបរាជ័យក្នុងការការពារ។ ឌីយ៉ូត TVS 40A ដែលប្រឈមមុខនឹងរលករន្ទះ 10 kA នឹងបរាជ័យយ៉ាងមហន្តរាយ។ GDT នៅលើការផ្គត់ផ្គង់ DC ដែលមាន impedance ទាបអាចចាក់សោទៅក្នុងការដឹកនាំចរន្តតាមដានដែលបំផ្លិចបំផ្លាញ។.

សម្រាប់ការដំឡើងស្មុគស្មាញ ការការពារស្រទាប់សម្របសម្រួលបច្ចេកវិទ្យាច្រើន ដោយដាក់ទីតាំងនីមួយៗដែលវាដំណើរការបានល្អបំផុត។ GDT ស្រូបយកថាមពលភាគច្រើន MOV ដោះស្រាយរលកកម្រិតថាមពល ហើយ TVS ផ្តល់នូវការកៀបដំណាក់កាលចុងក្រោយសម្រាប់បន្ទុក semiconductor ។.

មិនថាអ្នកកំពុងរចនា SPD ការចែកចាយថាមពលដែលមានអត្រា 100 kA ក្នុងមួយ IEC 61643-11 ការពារចំណុចប្រទាក់ Gigabit Ethernet ជាមួយនឹងការផ្ទុកក្រោម 2 pF ឬការពារ 3.3V FPGA I/O ក្របខ័ណ្ឌនៃការសម្រេចចិត្តគឺដូចគ្នា៖ ផ្គូផ្គងរូបវិទ្យាឧបករណ៍ទៅនឹងតម្រូវការសៀគ្វី ផ្ទៀងផ្ទាត់ការវាយតម្លៃប្រឆាំងនឹងទម្រង់រលកនៃការគំរាមកំហែង និងសម្របសម្រួលដំណាក់កាលនៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាតែមួយមិនអាចគ្របដណ្តប់លើវិសាលគមពេញលេញបានទេ។.

---

អំពី VIOX Electric: ក្នុងនាមជាក្រុមហ៊ុនផលិតឧបករណ៍ការពាររលកឈានមុខគេ VIOX ផ្តល់នូវដំណោះស្រាយ MOV, GDT និង TVS ដ៏ទូលំទូលាយសម្រាប់កម្មវិធីលំនៅដ្ឋាន ពាណិជ្ជកម្ម និងឧស្សាហកម្ម។ ក្រុមវិស្វកម្មរបស់យើងផ្តល់ការគាំទ្រកម្មវិធីសម្រាប់ប្រព័ន្ធការពារដែលបានសម្របសម្រួល។ ទស្សនា www.viox.com ឬទាក់ទងក្រុមផ្នែកលក់បច្ចេកទេសរបស់យើងសម្រាប់ជំនួយក្នុងការបញ្ជាក់។.