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博客

了解陶瓷气体放电管在防雷方案设计中的重要性

已有 126 次阅读2016-9-7 15:00

        关注过雷电危害的肯定知 道,雷暴天气带来的强降水、大风、强光、强电场、强电流、强声波、电磁脉冲辐射、无线电噪声等,对人类社会产生巨大的危害,其中由于现代通信领域发展迅 勐,雷暴天气中通信设备的受损范围是最大的。通信设备的损坏除了部件损坏的直接外,不会造成通信中断所导致的经济损失,它可能是设备直接损失的若干倍。再 加上现在通信企业的竞争激烈,用户对服务质量要求的日益提高。因此必须采取适当保护措施以避免因过电压以及所产生的过电流对通信设备、线路和相关人员造成 危害。本篇硕凯电子的小编就通信端口防雷电路设计来详细分析陶瓷气体放电管在防雷方案设计中的重要性。

首先我们要知道要防护的通信端口有什么特性。由于 RS-485 标准具有长距离传输(1200 米以上),最大传输数率可以达到 10Mbps,且高信号噪声印制。同时,RS-485 电路具有控制方便,成本低等优点,使多点连接成为可能。因此,RS-485成为智能电表的标准通信接口。但RS-485口传输线通常暴露于户外,因此极易因为雷击等原因引入过电压。而 RS-485 收发器工作电压较低(5V 左右),其本身耐压也非常低(-7V~+12V),一旦过压引入,就会击穿损坏。在有强烈的浪涌能量出现时,甚至可以看到收发器爆裂,线路板焦煳的现象。因此防雷击保护成为 RS-485 接口设计必须要考虑的。

其次我们要清楚,作用于RS-485通信接口雷击浪涌防护的防雷器件有什么特性。市场上常见的防雷器件有陶瓷气体放电管(GDT,玻璃放电管(SPG)以及半导体放电管(TSS),其中本篇要介绍的陶瓷气体放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级,起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用。在实际的并联在电路上,器件不动作时,阻值很高,等效电容低,可视为开路,对电路几乎没有影响。当有异常脉冲时,达到动作电压值后内阻瞬间下降,并释放电流。当异常高压消失,就会自动恢复到高阻状态,电路正常工作。

防雷器件陶瓷放电管的选型参考:

    1.电压选型

    单独使用GDT:弧光压要高于用户的正常工作电压,并留有一定的余量;

MOV配合使用:直流击穿电压要高于用户的正常工作电压,并留有一定的余量;

2.GDT的通流量应根据防雷电路的设计指标来定,GDT通流量需大于防雷电路设计的通流容量。

最后,在这里小硕要提醒各位工程师的是,不管是通信端口的电路保护器件选型还是其他电路保护解决方案中的器件选型,在选择保护器件时都要考虑下列特性:

    1.能承受一定程度的浪涌能量。在靠近低压首端、易受外部冲击的设备需选用通流容量大的保护器,反之可选用通流容量小一些的保护器。

    2.要能可靠地抑制瞬间过电压,其残压应低于设备的耐雷击冲击电压。残压越低,说明其保护性能越好,设备越能得到可靠保护。

    3.响应速度要快。即正常状态呈高阻抗,对设备的正常工作毫无影响,动作时呈低阻抗,从高阻抗转到低阻抗过程时间要短。

4电路保护器件应有高的稳定性,尽量选用经反复多次受冲击而性不变的产品。


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