Дискретные супрессоры

Под дискретными супрессорами обычно подразумевается сразу несколько типов электронных приборов. Реальное же применение для защиты USB-интерфейсов нашли следующие из них:

1. Импульсные предохранители – Pulse Guard (PG);

2. Многоуровневые варисторы – Multi Layer Varistors (MLV);

3. Позисторы – Positive Temperature Coefficient (PTC).

Комбинация этих элементов защиты позволяет организовать полнофункциональную защиту всех элементов USB интерфейса. Принцип организации электростатической защиты USB интерфейса с помощью дискретных элементов демонстрируется на рис.13.

Рис.13

Дадим краткую характеристику элементов этой защиты.

Импульсные предохранители PulseGuard®, выпускаемые фирмой Littelfuse® из полимерных композитных материалов, являются ESD-супрессорами с очень малым значением емкости (0.055 пФ), что позволяет использовать их для защиты высокочастотных каналов передачи данных, и в частности каналов USB, работающих на скоростях HS (до 480 Мбит/с). Малая емкость этих приборов практически не искажает форму сигналов на информационных линиях (рис.14).

Рис.14

Вольт-Амперная характеристика приборов PulseGuard представлена на рис.15.

Рис.15

На этой характеристике наблюдается всплеск напряжения – Trigger Voltage (напряжение включения). Trigger Voltage – это импульс напряжения, возникающий на супрессоре в период пока его сопротивление изменяется с большого на малое, т.е. это выброс, возникающий в момент, когда супрессор переходит в режим фиксации напряжения. Но так как инерционность PulseGuard очень мала (менее 1 нс), этот всплеск получается очень коротким и его амплитуда составляет не более 1000 В. Таким образом, получается, что приборы PulseGuard пропускают короткие всплески напряжения величиной до 1000 В, но это, на самом деле, не страшно, т.к. все современные микросхемы имеют встроенную защиту от подобных всплесков величиной до 2000 В. Приборы PulseGuard предназначены для поверхностного монтажа и бывают двух типов – для защиты одной линии (серия PGB0603, например, PGB0010603) и для защиты двух линий, выпускаемых в корпусах SOT23. Внешне они выглядят как обычные SMD компоненты: чип-резисторы и чип-транзисторы.

Основные характеристики PulseGuard:

- напряжение включения ... 1000В;

- напряжение фиксации ... 150В;

- максимальное допустимое постоянное напряжение на защищаемых линиях ... 24В;

- емкость ... 0.055 пФ;

- время реакции ... менее 1нс;

- ток утечки (при 6В) ... менее 1нА;

- минимальное количество выдерживаемых импульсов ... 1000.

Последняя из приведенных характеристик говорит о том, что существует некоторый предел использования приборов PulseGuard, т.е. постепенно, с каждым новым срабатыванием, они несколько деградируют. Теоретически, существует такой момент времени, когда очередной ESD-разряд не будет «поглощен» супрессором и приведет к отказу USB-устройства.

Варисторы MLV предназначены для защиты линий питания и «земли» USB интерфейсов. Приборы MLV, фактически, являются типичными варисторами, задача которых заключается в защите от воздействия напряжения, имеющего больший номинал, чем порог срабатывания варистора. Принцип функционирования MLV при возникновении ESD-разряда поясняет рис.16.

Рис.16

Приборы MLV, также выпускаемые фирмой Littelfuse®, представляют собой компоненты поверхностного монтажа.

Позисторы PTC – это терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (+ТКС). Эти приборы позволяют защитить линии USB от больших токов, вызванных, короткими замыканиями линии +5V и GND. При возникновении короткого замыкания в линии +5В ток через PTC резко возрастает, что приводит к его разогреву и увеличению сопротивления. Переходя в состояние высокого сопротивления, PTC, фактически, размыкает цепь питания, отключая тем самым устройства USB. После того как причина большого тока в канале +5V будет устранена, PTC остывает и восстанавливает свое малое сопротивление.

На этом обзор средств ESD защиты интерфейса USB мы закончим, но в конце хотелось бы сделать еще пару замечаний на эту тему.

Во-первых, все элементы защиты, которые были представлены в настоящем обзоре, могут быть использованы не только для USB-интерфейсов, но в равной степени и для защиты линий Ethernet и FireWire.

Во-вторых, несмотря на наличие самых различных вариантов ESD защиты и присутствие на рынке целого ряда продуктов этой линии, большинство современных разработчиков системных плат не используют абсолютно никаких средств защит USB интерфейсов. Но самым непонятным в этой ситуации является то, что на печатных платах предусмотрены места, и печатные контактные площадки для установки супрессоров, но нет самих супрессоров (рис.17).

Рис.17

Естественно, что в таких условиях говорить о высоком качестве системных плат не приходится, хотя все остальное может быть и качественным и дорогим.

Варистор - нелинейный прибор, который имеет симметричную вольт-амперную характеристику, аналогичную характеристике стабилитрона. Серия оксидно-цинковых варисторов - это нелинейные резисторы, состоящие в основном из оксида цинка с добавлением оксидов других металлов. Они обладают симметричной высоконелинейной вольтамперной характеристикой при уникально высокой импульсной устойчивости. Оксидо-цинковые варисторы являются в настоящее время практически единственным быстродействующим средством защиты сложных и дорогостоящих полупроводниковых систем различного назначения. Уникальные свойства варисторов используются для создания низкочастотных фильтров, необходимых для высокоскоростных линий передачи данных; для защиты от импульсных воздействий напряжения, для шумопоглощения (радио/электромагнитные помехи) Свойства

Широкий диапазон напряжений
Высокая стойкость к току перегрузки
Быстрая реакция на резкое повышение напряжения (мкс)
Симметричность вольт-амперных характеристик
Оптимальная вольт-амперная характеристика
Надежность, подтвержденная международными стандартами

Применение

Бытовая электроника (телевизоры, микроволновые печи, радиоэлектронная аппаратура, и др.)
Устройства промышленной электроники (электродвигатели, тиристорные схемы управления, релейные схемы, схемы защиты)
Аппаратура средств связи
Устройства обработки данных
Оборудование передачи электроэнергии
Системы электроснабжения

Рис. Вольт-амперная характеристика варистора

Варистор в состоянии покоя имеет высокое сопротивление (несколько МОм) по отношению к защищаемому прибору и не изменяет характеристику электрической цепи. При превышении напряжения варистор имеет низкое сопротивление (всего несколько Ом) и фактически шунтирует прибор, т.е. устройство Е защищено.

Описание параметров

Напряжение варистора: Напряжение варистора - это падение напряжения на нем при токе от 0,1мА до 1мА в течение определенного периода времени Рабочее напряжение: Обычно приводятся максимальные значения переменного V_AC и постоянного V_DC рабочего напряжения. Токи утечек при рабочих напряжениях незначительны Нелинейная экспонента (α): Вольт-амперная характеристика варистора определяется равенством I=KV^α, Где К - константа, зависящая от конфигурации, а α - нелинейная экспонента. Для вычисления значения α обычно берут две точки - (V₁, I₁), (V₂, I₂):

Максимальное напряжение ограничения: Это максимальное напряжение Up между выводами варистора втечение длительности импульса тока (8/20 μсек) Мощность: Максимальная рассеиваемая энергия (Дж) втечение импульса длительностью 10/1000 μсек E = K x V_m x I _m x T E: мощность (Дж) K: константа = 1.4 V_m: максимальное напряжение ограничения при I_m I_m: максимально допустимый пиковый ток с импульсом 10/1000 μсек T: длительность тока перегрузки (1000 μсек) Ток перегрузки: Максимальный пиковый ток варистора при изменении напряжения варистора на 10% при стандартном импульсе тока (8/20 μсек) приложенный один или два раза с интервалом 5 мин

Средняя рассеиваемая мощность: Средняя мощность рассеяния при заданной температуре окружающей среды Емкость: Емкость - опорная величина, измеряемая при заданной частоте Оценка срока службы варистора: Определяется как максимально допустимое количество импульсов, прикладываемых к варистору. Для определения используются импульсы стандартной длительности - 8/20 μсек (или 10/1000 μсек)

ОПН 3, 6 и 10 кВ

ОПН-П УХЛ1 для сетей 3, 6 и 10 кВ

ОПН-Ф УХЛ1 для сетей 3, 6 и 10 кВ

ОПН-П УХЛ2 для сетей 3, 6 и 10 кВ

МОПН для сетей 6 и 10 кВ

ОПН 35 кВ

ОПН-П для сетей 35 кВ

ОПН-Ф для сетей 35 кВ

МОПН для сетей 35 кВ

ОПН 110, 220 кВ

ОПН-П для сетей 110 кВ

ОПН-Ф для сетей 110 кВ

МОПН для сетей 110 кВ

ОПН-П для сетей 220 кВ

ОПН для Ж/Д

все ОПН для железной дороги

ОПН для сети Ж/Д переменного тока

ОПН для сети Ж/Д постоянного тока

· Ограничитель перенапряжений в полимерной
изоляции для сетей 3, 6 и 10кВ наружного
исполнения УХЛ1

· Ограничитель перенапряжений в фарфоровой
изоляции для сетей 3, 6 и 10кВ наружного
исполнения УХЛ1

· Ограничитель перенапряжений в полимерной
изоляции для сетей 3, 6 и 10кВ для внутренней
установки исполнения УХЛ2

· Мультиградиентный Ограничитель
перенапряжений для сетей 6 и 10 кВ

· Ограничитель перенапряжений в полимерной
изоляции для сетей 35 кВ

· Ограничитель перенапряжений в фарфоровой
изоляции для сетей 35 кВ

· Мультиградиентный Ограничитель
перенапряжений в полимерной изоляции для
сетей 35 кВ

· Ограничитель перенапряжений в полимерной
изоляции для сетей 110 кВ

· Ограничитель перенапряжений в фарфоровой
изоляции для сетей 110 кВ

· Мультиградиентный Ограничитель
перенапряжений в полимерной изоляции для
сетей 110 кВ

· Ограничитель перенапряжений в полимерной
изоляции для сетей 220 кВ

· Список Ограничителей перенапряжений для
железнодорожных сетей (сертификат РСФЖТ)

· Ограничители перенапряжения для
железнодорожных сетей переменного тока

· Ограничители перенапряжения для
железнодорожных сетей постоянного тока

· Приборы и устройства для диагностики
состояния ОПН в эксплуатации

Приборы контроля

Кабельные коробки электромонтажные для однофазных кабелей 6-500 кВ номенклатура и обозначение

Коробки заземления с ОПН и без ОПН

Коробки транспозиции с ОПН

Соединительный провод типа ППС

Заземление экранов

Программа ЭКРАН

Грозовые перенапряжения

Рекомендуемая литература по ОПН

Пример расшифровки условного обозначения ограничителя:

О	- ограничитель;
П	- перенапряжений;
Н	- нелинейный;
П	- буква, обозначающая материал покрышки, П – полимер;
ЗЭУ	- фирма-изготовитель (Завод энергозащитных устройств);
	- класс напряжения сети, кВ;
7,2	- наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (действующее значение), UНР , кВ;
	- номинальный разрядный ток, кА;
	- класс пропускной способности ОПН;
(300)	- поскольку класс пропускной способности определяет рамочные значения тока, то иногда могут в скобках указываться конкретные значения тока пропускной способности, А;
УХЛ	- климатическое исполнение по ГОСТ 15150;
	- категория размещения по ГОСТ 15150.

Пример записи обозначения ограничителя при его заказе или в технической документации другого изделия
ОПН-П/ЗЭУ-6/7,2/10/1(300) УХЛ1 опорно-подвесной ТУ 3414-001-56227313-2006.
Продвижение сайта: компания Развитие

Варистор из России - нестареющие варисторы от Завода энергозащитных устройств Основной защитой от перенапряжения служит варистор, который обязательно входит в комплектацию ограничителей перенапряжения. Качество варистора серьезно влияет на защищенность электросетевого оборудования и надежность самого ОПН. ОПН «ЗЭУ» во главу угла с первых лет своей деятельности ставит именно качество выпускаемых варисторов. Исследования и испытания, а также многолетний опыт, который приобрел завод за свою историю, позволили ЗАО «ЗЭУ» определить, что характеристики варисторов даже от ведущих мировых производителей коренным образом могут меняться при длительной транспортировке от изготовителя к потребителю. Разработка и внедрение собственного производства варисторов в России – результат проделанной работы специалистами Завода энергозащитных устройств. "ЗЭУ" выпускает нестареющие варисторы. Варистор и требования к нему

Электрофизическая керамика широко используется в электротехнике высоких напряжений. Пример тому – варисторы - основа устройств защиты электросетей от коммутационных и грозовых перенапряжений. Оксидно-цинковые варисторы (ОЦВ) – наиболее популярный вид. Они изготавливается из поликристаллической многокомпонентной системы, в состав которой, наряду с оксидом цинка (Zn0), входят оксиды висмута (Bi₂O₃), сурьмы (Sb₂O₃), кобальта (Co₃O₄), марганца (MnO₂), хрома (Cr₂O₃) и ряда других элементов. Требования к эксплуатационным характеристикам современных варисторов постоянно растут и меняются. Реализация этих требований может быть осуществлена минимум двумя способами: 1. созданием новых керамических материалов; 2. совершенствованием технологии имеющихся материалов. Реализация первого направления предполагает выполнение комплекса теоретических, экспериментальных и технологических работ, требующих больших затрат трудовых и материальных ресурсов. Результаты реализации второго способа – это возможность существенно сократить сроки разработки материалов и понизить стоимость их разработки. Но разработка новых технологических процессов изготовления керамических материалов должна сопровождаться отсутствием в ряде случаев отечественных и зарубежных аналогов таких материалов. Оценка варисторов по основным параметрам Для варисторов существует нескольким основных оценочных параметров, каковыми являются:

номинальное (рабочее) напряжение (постоянное U_dc или переменное U_rms);
ток перегрузки (импульсный) I_max и энергия импульса W_max.

Номинальное напряжение определяет максимально возможное напряжение, которое может быть применено к варистору. Превысить номинальное напряжение может только непродолжительный импульс перенапряжения, а именно ток перегрузки (импульсный) I_max и энергия импульса W_max. При работе варистора к нему применяются амплитуда и количество импульсов, что и является характеристикой импульсов стандартной формы. W_max - энергия, которая рассеивается варистором, когда через него протекает импульса тока 10/1000. Характеристика P_max должна иметься в виду, когда варистор не справляется с рассеиванием тепла в паузах между приложенными импульсами тока и перегревается. В целом P_max зависит от размера и конструкции выводов варистора. Рабочий режим варистора и его расчет Расчет рабочего режима варистора осуществляется, чтобы определить оптимальный выбор значения его напряжения, что само по себе непросто. С одной стороны, рабочий ток должен оставаться минимальным, чтобы варистор не перегревался. А с другой стороны, уменьшение рабочего тока приводит к увеличению напряжения в варисторе – значит, элемент перестает выполнять свою главную функцию - защиту от перенапряжения. При расчетах желательно, чтобы постоянное рабочее напряжение не поднималось выше 0,85 U_кл, а также не превышало 0,6 U_кл на переменном токе. На практике же, к сожалению, такой подход мало применим. В сопроводительных документах на варисторы типа СН2 указано, что постоянный или переменный ток не должен превышать значение 0,1mA. Но значение тепловой мощи варисторов при прохождении через них постоянного тока будет больше, чем при прохождении тока той же амплитуды, но переменного. На рисунке ниже представлена синусодиальная форма варистора:

Типы варисторов и их параметры

Типы варисторов Параметры	Чип	Дисковые	Автомобильные
CN	CU	S	SR	CN- AUTO	SU- AUTO	S- AUTO	SR- AUTO
Импульсный ток (8/20 мкс), кА	1,2
Поглощаемая энергия, Дж

ООО "САЛТЕК-РУ" совместно с фирмой-изготовителем SALTEK s.r.o. (Чешская Республика), предлагает Вашему вниманию полный ассортимент выпускаемой продукции, предназначенной для защиты различных электрических сетей и электронного оборудования от токов молнии и импульсных перенапряжений атмосферного и технического характера.

Наша компания поставляет устройства:

для внутренней молниезащиты и защиты от импульсных перенапряжений силовых распределительных сетей низкого напряжения (до 1000 В):

УЗИП класса I - выполнены на закрытых искровых разрядниках и предназначены для отвода импульсов тока молнии, возникающих в распределительных сетях при ударе молнии в молниеприемники. Устанавливаются на вводе в здание в главном распределительном устройстве;

УЗИП класса I+II - комбинированные устройства защиты 1 и 2 класса выполнены на закрытых искровых разрядниках и мощных варисторах. Устанавливаются на вводе в здание в главном распределительном устройстве или во вторичных распределительных устройствах при большой длинне вводного кабеля;

УЗИП класса II - разрядники или ограничители импульсных перенапряжений, выполненные на варисторах. Устанавливаются во вторичных или вспомогательных распределительных устройствах. При концепции комплексной защиты могут устанавливаться как перед защищаемым оборудованием, так и внутри самого оборудования;

УЗИП класса III - ограничители импульсных перенапряжений, выполненные на варисторах. Устанавливаются непосредственно перед защищаемым электронным оборудованием и приборами.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений разработаны для всех существующих типов систем заземления (TN-S, TN-C, TN-C-S, IT, TT) в силовых распределительных сетях низкого напряжения (см. "Технические рекомендации. Молниезащита. Защита от импульсных перенапряжений силовых распределительных сетей. Подключение и установка УЗИП").

для молниезащиты фотоэлектрических систем / солнечных энергосистем (см. "Технические рекомендации. Молниезащита сетей фотоэлектрических / солнечных панелей");
для грозозащиты и защиты от импульсных перенапряжений слаботочных сетей:

систем управления, измерения, автоматики

систем видеонаблюдения

телефонных сетей телекоммуникационных систем;

для грозозащиты и защиты от импульсных перенапряжений цифровых интерфейсов;
для грозозащиты компьютерных сетей и Ethernet;
для грозозащиты антенных коаксиальных линий ТВ.

Вся продукция фирмы SALTEK s.r.o. соответствует международным стандартам и сертифицирована органом по сертификации Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации.

Согласно требованиям МЭК применение устройств защиты от импульсных перенапряжений является составной частью всего комплекса мероприятий по молниезащите (грозозащите) зданий и электрооборудования.

Применение устройств защиты от импульсных перенапряжений требует грамотного подхода и определенных знаний. Поэтому наша компания совместно со специалистами фирмы SALTEK s.r.o. оказывает техническую поддержку при разработках и проектировании внутренней молниезащиты и защиты от импульсных перенапряжений, проводит консультации по актуальным проблемам, связанным с разработкой и проектированием защиты, монтажом и эксплуатацией устройств.

Компания "САЛТЕК-РУ" предлагает Вам сотрудничество в разработках проектов защиты от импульсных перенапряжений. Нашей целью является заказчик, довольный высоким качеством и надежностью продукции фирмы SALTEK s.r.o. и обеспеченный совершенной технической поддержкой.

Каталог продукции

Устройства защиты от импульсных перенапряжений силовых сетей

УЗИП класс I
УЗИП класс I+II

Однофазная сеть
Трехфазная сеть

УЗИП класс II

Однофазная сеть
Трехфазная сеть

УЗИП класс III

Общего применения
Для установки в приборы
С помехозащитным высокочастотным фильтром

Розеточные блоки с УЗИП класса III
Импульсные разделительные дроссели

Устройства защиты от импульсных перенапряжений фотоэлектрических систем / солнечных энергосистем
Устройства защиты от импульсных перенапряжений слаботочных сетей

Слаботочные сети систем управления, измерения, автоматики

Однопроводная линия
Двухпроводная линия

Внешняя двухпроводная линия
Внутренняя двухпроводная линия

Трехпроводная линия
Четырехпроводная линия

Цепи питания слаботочных сетей
Слаботочные сети систем видеонаблюдения
Телефонные сети телекоммуникационных систем

Устройства грозозащиты компьютерных сетей и Ethernet
Грозоразрядники коаксиальных линий ТВ
Ограничители импульсных перенапряжений

Разрядники
Варисторы
TVS-диоды

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒