Kokie diodai dažniausiai naudojami apsaugai nuo viršįtampių skirstomuosiuose tinkluose?

一, TVS diodas: tiksli apsaugos šerdis su milisekundžių atsaku
1. Prietaiso charakteristikos ir veikimo principas
TVS (Transient Voltage Suppressor) diodai sukurti remiantis lavinos skilimo efektu, o pagrindiniai jų pranašumai yra nanosekundžių atsako greitis (mažesnis arba lygus 1 × 10⁻¹ ² sekundėms) ir tikslus suspaudimo įtampos valdymas. Kai pereinamoji įtampa viršija gedimo įtampą (VBR), įrenginys greitai pereina iš didelės varžos būsenos į mažos varžos būseną ir nukreipdamas dideles sroves įtampą sulaiko saugiame diapazone (VC vertė). Įprastas suspaudimo koeficientas (VC/VBR) yra 1,2-1,4. Pavyzdžiui, P0640SC serijos TVS vamzdis gali atlaikyti didžiausias tūkstančių amperų sroves ir net šimtų voltų gnybtų įtampą, todėl jis tinkamas apsaugai 600 V/800 V aukštos įtampos skirstomuosiuose tinkluose.

2. Pagrindiniai pasirinkimo parametrai
Atvirkštinė išjungimo įtampa (VRMM): ji turėtų būti 1,1–1,2 karto didesnė už normalią grandinės darbinę įtampą. Pavyzdžiui, 120 V sistemai reikia naudoti įrenginius, kurių VRMM didesnė nei 132 V arba lygi.
Didžiausia impulso galia (PPP): apskaičiuojama pagal bangos bangos formą, pvz., PPP, didesnė nei E (viršįtampio energija) / VC arba lygi 8/20 μs bangos formai.
Jungties talpa (CJ): norint išvengti signalo slopinimo, aukšto dažnio signalo linijoms reikia pasirinkti mažos talpos įrenginius (pvz., 0,1{1}}10pF). Pavyzdžiui, norint naudoti USB 3.0 sąsają, reikia naudoti TVS vamzdžius, kurių CJ mažesnis arba lygus 0,3 pF.
3. Tipiniai taikymo scenarijai
Duomenų centro maitinimo įvadas: SMBJ serijos TVS vamzdžiai naudojami trijų{0}}pakopų apsaugai sukurti. Pirmajame lygyje naudojami didelės-galios įrenginiai (pvz., 1500 W), kad sugertų didelius energijos šuoliai, o trečiame lygyje naudojami mažos talpos įrenginiai (pvz., 500 W), kad apsaugotų jautrius lustus.
Fotovoltinio keitiklio nuolatinės srovės pusė: Lygiagretūs TVS vamzdžiai yra prijungti prie DC 1000 V sistemos, kad būtų slopinamas trumpalaikis viršįtampą, kurį sukelia debesų dangos arba masyvo perjungimas.
2, puslaidininkinis iškrovimo vamzdis (TSS): stuburo apsauga, skirta didelės srovės galiai
1. Prietaiso charakteristikos ir veikimo principas
TSS (Thyristor Surge Suppressors) naudoja PNPN keturių sluoksnių struktūrą, kuri sujungia tiristorių perjungimo charakteristikas su vienakrypčiu diodų laidumu. Pagrindiniai jo pranašumai yra itin didelis viršįtampių tolerancija (iki dešimčių kiloamperų) ir žemos liekamosios įtampos charakteristikos (tipinė VC vertė Mažiau arba lygi 2 kartus VBR). Pavyzdžiui, P0640SC serijos TSS gali atlaikyti 20 kA viršįtampią ir liekamąją įtampą, žemesnę nei 800 V, esant 8/20 μs bangos formai, todėl jis tinkamas aukštos{8}}įtampos skirstomojo tinklo magistralių linijoms apsaugoti.

2. Pagrindiniai pasirinkimo parametrai
Pertraukimo įtampa (VBO): ji turi atitikti vardinę sistemos įtampą, pvz., pasirenkant įrenginius su VBO{0}}kV 10 kV sistemai.
Srovės keliamoji galia (Ipp): Atsižvelgiant į žaibo rizikos lygį, didelės perkūnijos vietose turėtų būti parinkti įrenginiai, kurių Ipp didesnis nei 50 kA.
Reakcijos laikas: Tipinė vertė Mažiau nei 100 n arba lygi, todėl norint pasiekti aukštą apsaugą reikia suderinti su TVS vamzdžiu.
3. Tipiniai taikymo scenarijai
Pastotės įėjimo galas: priimta sudėtinė TSS ir MOV apsaugos schema nuosekliai, kai TSS yra pirmasis etapas, skirtas sugerti didelius{0}}energijos viršįtampius, o MOV yra antrasis etapas, siekiant apriboti liekamąją įtampą.
Vėjo jėgainių surinkimo linija: lygiagreti TSS prie 35 kV kabelio gnybto, kad būtų sumažinta viršįtampi, atsirandanti dėl kabelio veikimo.
3, Varistorius (MOV): ekonomiška ir efektyvi universali apsauga
1. Prietaiso charakteristikos ir veikimo principas
MOV (Metal Oxide Varistor) kaip pagrindinę medžiagą naudoja cinko oksidą ir pasiekia įtampos ribojimo funkciją dėl netiesinių voltų amperų charakteristikų. Pagrindiniai jo pranašumai yra didelis ekonomiškumas{1}} ir didelė srovės talpa (iki kelių šimtų kiloamperų viename luste), tačiau yra senėjimo efektas (pablogėja našumas po ilgo{2}}naudojimo). Pavyzdžiui, 14D471K MOV gali atlaikyti 40 kA viršįtampius esant 8/20 μs bangos formai ir yra tinkama galinei apsaugai žemos-įtampos paskirstymo tinkluose.

2. Pagrindiniai pasirinkimo parametrai
Jautrumas įtampai (V1mA): ji turi būti didesnė už didžiausią nenutrūkstamą grandinės veikimo įtampą, pvz., pasirenkant įrenginius, kurių V1mA didesnė nei 320 V arba lygi 220 V sistemai.
Srovės talpa: atsižvelgiant į žaibo rizikos lygį, C klasės apsaugai reikalingas Iimp Didesnis arba lygus 65 kA (10/350 μs bangos forma).
Nuotėkio srovė: tipinė vertė Mažesnė arba lygi 20 μA, norint išvengti senėjimo ir gedimų, reikia reguliariai tikrinti.
3. Tipiniai taikymo scenarijai
Gyvenamoji paskirstymo dėžė: naudojant MOV, kad būtų sukurta trijų{0}}pakopų apsauga, pirmame lygyje pagrindinės įeinančios linijos gale montuojami didelės-energijos įrenginiai (pvz., 20 kA), o trečiame lygyje į lizdo grandinę montuojami mažos-galios įrenginiai (pvz., 2 kA).
Pramoninė variklio valdymo spinta: lygiagretus MOV dažnio keitiklio įėjimo gale, kad būtų slopinamas pereinamasis viršįtampas, atsirandantis dėl variklio paleidimo sustabdymo.
4. Kelių-pakopų apsaugos sistemos kūrimo strategija
1. Pakopinės apsaugos principas
Taikant kombinuotą schemą „šiurkščia apsauga + smulki apsauga“:

1 lygis (grubi apsauga): prie sistemos įėjimo įdiekite TSS arba didelės-energijos MOV, kad sugertumėte didelius energijos antplūdžius (pvz., žaibo smūgius).
Antrasis lygis (tiksli apsauga): priekinėje įrangos dalyje įstatykite TVS vamzdelius, kad apribotumėte likutinę įtampą iki saugaus lygio (pvz., žemiau lusto atsparumo įtampos vertės).
Trečias lygis (vietinė apsauga): prijunkite mažos{0}}galios TVS vamzdelius lygiagrečiai šalia jautrių komponentų, kad užtikrintumėte galutinę apsaugą.
2. Pagrindiniai parametrų derinimo taškai
Energijos koordinavimas: užtikrinkite, kad priekiniai{0}}galiniai įrenginiai sugertų energiją, didesnę nei 80 % visos viršįtampio energijos, kad būtų išvengta galinių -galinių įrenginių perkrovos.
Įtampos koordinavimas: kiekvieno įrenginio lygio VC vertę reikia palaipsniui mažinti, kad susidarytų „gradiento apsauga“. Pavyzdžiui, pirmojo lygio VC yra 1500 V, antrojo lygio VC yra 800 V, o trečiojo lygio VC yra 400 V.
Laiko koordinavimas: naudokite įrenginio atsako laiko skirtumą (TSS ≈ 100 ns, TVS ≈ 1 ns), kad gautumėte greitą atsaką.