При эксплуатации электронной аппаратуры, питающейся от электрической сети, случается кратковременное повышение напряжения в ней, значительно превышающее номинальное её значение. Оно может быть вызвано молнией, коммутационными процессами или статическим электричеством. Без эффективной защиты, перенапряжение может необратимо повредить чувствительные электронные компоненты, привести к сбоям в работе оборудования и даже вызвать пожар.
Вместе с экспертами «ЗУМ-СМД» рассмотрим ключевые аспекты защиты электроники от перенапряжения. Углубимся в принципы работы супрессоров, типы устройств и лучшие практики для обеспечения долговечности электронной аппаратуры, работающей от сетевого напряжения.
Содержание:
Супрессоры или защитные диоды переходного напряжения (TVS-диоды) — это полупроводниковые приборы, предназначенные для защиты электронных схем от кратковременных импульсов перенапряжения. Они действуют как быстродействующие ограничители напряжения, отводя избыточный ток от чувствительных компонентов.
Супрессоры классифицируются на:
Первые защищают нагрузку только от импульсов одной полярности. Они применяются для защиты от превышения потенциалов в цепях постоянного напряжения. А двунаправленные — от импульсов любой полярности, что делает их универсальными для защиты каскадов переменного тока или сигнальных линий.
Супрессоры выпускаются в различных корпусах:
Модели для SMD-монтажа имеют такие типы корпусов, как SOD-123, SMA, SMB, SMC. Они широко используются в компактной электронике благодаря своим малым размерам и возможности их автоматизированной установки на печатную плату.
Для навесного монтажа применяются изделия в корпусах DO-15, DO-201, P6KE, 1.5KE, 5KP. Такого типа упаковка обеспечивает более высокую мощность рассеивания, поэтому такие устройства задействуются преимущественно в промышленном оборудовании.
Супрессоры работают по принципу лавинного пробоя. При номинальном напряжении они находятся в непроводящем состоянии. При превышении порогового напряжения супрессор мгновенно открывается, шунтируя импульс перенапряжения, защищая нагрузку.
Таким образом, в электронике супрессор это тот компонент, что постоянно контролирует уровень напряжения в цепи и остаётся в закрытом состоянии при нормальных условиях. Он подключается параллельно питанию, так что при его открытии, импульс перенапряжения выделяется на элементах фильтра или специальном гасящем резисторе. В редких случаях это может быть плавкий или самовостанавливающийся предохранитель.
Перенапряжения — это кратковременные всплески напряжения, значительно превышающие номинальные значения в электрической цепи. Они могут быть вызваны ударами молнии, коммутационными процессами в электросетях с индуктивными нагрузками или электростатическими разрядами.
Эти всплески могут привести к выходу из строя чувствительных электронных компонентов, особенно с барьером Шоттки. А отсутствие защиты от них приводят к снижению надежности системы и дорогостоящему ремонту или замене оборудования. Поэтому надёжная защита от них является критически важной задачей разработчиков электроники.
Ключевые характеристики супрессоров такие:
Все эти параметры определяют их пригодность для конкретных применений. Ближайшими аналогами супрессоров являются варисторы, газоразрядники или стабилитроны. Каждый из них имеет свои особенности и области применения в защите от перенапряжений.
Металлооксидные варисторы широко используются благодаря их способности быстро реагировать на перенапряжения и поглощать значительную энергию. Они предназначены для общей защиты переменного тока. Газоразрядные трубки могут отводить очень большие токи перенапряжения, такие как прямые удары молнии, и часто используются на первичных ступенях защиты. Их применяют там, где супрессоры не справляются, когда интенсивность перенапряжений высокая.
Супрессоры обладают очень быстрым временем отклика (пикосекунды), высокой мощностью поглощения импульсов и стабильными характеристиками на протяжении всего срока службы. Они не деградируют после многократных срабатываний. К примеру, варисторы после длительного применения и частых срабатываний разрушаются. TVS-диоды сохраняют целостность своего корпуса на протяжении долгого срока эксплуатации.
А вот основными недостатками супрессоров является относительно высокая стоимость по сравнению с варисторами. Но это оправдывается их высокой эффективностью и долговечностью. Ещё минусом можно назвать ограниченную способность рассеивать энергию при очень длительных перенапряжениях. Для таких случаев больше подходят другие защитные элементы. Например, уже упомянутые газоразрядные трубки или стабилитроны.
В бытовой электронике супрессоры защищают телевизоры, компьютеры, смартфоны и другую технику от скачков напряжения в сети, вызванных грозами или коммутационными помехами. Брендовые производители блоков или модулей питания, работающих от сети переменного напряжения, стараются использовать эти компактные и недорогие устройства для надёжной и эффективной защиты электронных компонентов своей аппаратуры.
В промышленности защита супрессором просто незаменима в системах автоматизации, контроллеров, датчиков и другого оборудования, работающего в условиях высоких электромагнитных помех или нестабильного электропитания.
На рынке представлено множество производителей высококачественных супрессоров, предлагающих широкий ассортимент продукции для различных применений. Выбор производителя, как и модель самого устройства, зависит от конкретных требований к надежности, характеристикам и стоимости электронных компонентов.
|
Благодарим за ваш заказ
|
|
|
Ваш заказ отправлен, скоро с вами свяжутся наши специалисты! |
|
| На главную | |
