關(guān)鍵字:雷擊 先進(jìn)大功率TVS 供電設備
痛定思痛,天災不應該成為我們自我安慰的借口,雷擊也不應該再次成為引發(fā)事故的元兇。“我們有能力通過(guò)技術(shù)手段使得列車(chē)設備在運行過(guò)程中,即使出現百年一遇的雷電天氣和浪涌電流也不會(huì )發(fā)生供電故障而使得行車(chē)面臨危險。Littelfuse(力特)的AK系列器件能夠抵御高達15kA(tp=8/20μs)的高能浪涌電流,從而為重要供電設備保駕護航。”Littelfuse中國核心代理商世強產(chǎn)品經(jīng)理張永龍先生表示。
Littelfuse——浪涌保護技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者
Littelfuse的大功率瞬態(tài)抑制二極管(TVS)浪涌保護器件產(chǎn)品線(xiàn)——AK家族——專(zhuān)用于保護貴重和重要設備,如電信基礎設備、工業(yè)瞬態(tài)電壓浪涌抑制系統(TVSS)、鐵路軌道信號控制室、國防和航空電子設備以及電網(wǎng)和輸電系統等。與傳統方案相比,它壽命更長(cháng)、保護電壓更低、體積更小。
“Littelfuse生產(chǎn)TVS二極管的歷史悠久,目前出貨量排在全球前兩位。而TVS二極管也是Littelfuse最具特色與核心價(jià)值的產(chǎn)品,特別 是大功率TVS二極管。其被用于保護半導體元件免受高電壓瞬變損害,它們的PN結具有比普通二極管的PN結更大的橫截面積,因而能夠將大電流接地,以避免 遭受損壞。” 張永龍指出。
Littelfuse是浪涌保護技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者,其瞬態(tài)抑制二極管產(chǎn)品家族十分龐大,從小功率到大功率的產(chǎn)品都有,可以做到很高的功率(30kW),這 是很少公司能夠做到的。Littelfuse提供全套的AK大功率系列瞬態(tài)抑制二極管產(chǎn)品。如下圖1所示,完整的AK產(chǎn)品家族包括AK1、AK3、AK6、AK10和AK15系列,客戶(hù)如果有特殊的要求還可以定制。
圖1. Littelfuse提供全套的AK大功率系列瞬態(tài)抑制二極管產(chǎn)品
AK系列大功率瞬態(tài)抑制二極管符合RoHS標準,符合UL認證,且不含鉛(Pb),具有以下獨特優(yōu)勢:
最高15kA浪涌性能(8x20μs波形)
完整的AK產(chǎn)品家族,包括:AK1、AK3、AK6、AK10和AK15系列
能夠支持極低的鉗位電壓
精準的擊穿電壓(VBR的±5%范圍內)
快速響應(響應時(shí)間不到1微秒)
低斜率電阻
泄漏電流低(微安級)
Foldbak技術(shù)可提供卓越的箝位特性
在峰值脈沖電流的額定范圍內工作時(shí),不會(huì )出現磨損。
Foldbak專(zhuān)利技術(shù)提供卓越鉗位電壓特性
Littelfuse之所以在大功率防雷方面受到市場(chǎng)的普遍認可,這源于他們獨創(chuàng )的Foldbak專(zhuān)利技術(shù)。如下圖2所示,采用Foldbak專(zhuān)利技術(shù),二極管擊穿的形式先是雪崩擊穿,然后是齊納擊穿,最后電壓穩定在一個(gè)范圍內。
圖2. Littelfuse獨家的Foldbak技術(shù)將鉗位電壓降低到設備雪崩態(tài)值以下,可提供更強的保護
“很多人以前將這種擊穿稱(chēng)為硅雪崩,就是一開(kāi)始的工作模式并非在雪崩模式,當電壓到達雪崩電壓Vbr的時(shí)候開(kāi)始處于雪崩工作模式,在此模式中,TVS管上會(huì )有電流流過(guò),會(huì )將大部分電流引流到大地,使電壓箝位一個(gè)低水平的位置,當TVS大反向電壓如果很大,電流一下子到達Ipp,此時(shí)TVS會(huì )將大電流泄放到大地,同時(shí)將電壓箝位在最大的箝位電壓Vc上,保護后一級電路不被高壓浪涌損傷。” 張永龍表示。
本質(zhì)上來(lái)看,只需一個(gè)AK系列的TVS二極管便可替代一大串為了獲得相同的浪涌電流保護水平而并聯(lián)起來(lái)的分立TVS二極管。因此AK系列可節省大量電路板 空間,簡(jiǎn)化了設計并減少了組件數量,且在一個(gè)單一的通孔封裝(高達15kA浪涌)或一個(gè)SMD封裝(高達10kA浪涌)中便能做到這些。
AK系列是集成了Foldbak專(zhuān)利技術(shù)的TVS二極管產(chǎn)品,能夠提供高達15kA的保護,且是市面上能提供最低鉗位電壓的產(chǎn)品。此外,其精準的擊穿電壓可在電氣線(xiàn)路發(fā)生瞬態(tài)現象時(shí)快速響應。
一個(gè)器件可替換一個(gè)模組
據了解,AK3已經(jīng)被大批量應用在基站中,例如華為將其用在電源端防雷和抗浪涌保護。因為基站一般位于很容易受到嚴重雷擊和浪涌電流損壞的戶(hù)外環(huán)境。浪涌 電流會(huì )導致基站無(wú)法正常工作,更為嚴重的是,如果對浪涌電流不加以阻止,任其到達電子系統的線(xiàn)路和電子部件內部,將導致火災危險。
“以前基站都有一個(gè)機房,現在機房的面積越來(lái)越小,有的甚至都沒(méi)有了。好多就放在我們的一些塔上或者放在室內,室內的話(huà)就需要器件做的越來(lái)越小,以前是用 的SPD做浪涌的保護或防雷擊的模組,而現在用AK系列的一個(gè)器件就可以替換掉以前的一個(gè)模組。” 張永龍指出。
圖3. 用大拇指大小的一個(gè)AK系列TVS二極管器件就可以替代掉一個(gè)有1本書(shū)那么大的SPD模組
如上圖3所示,采用AK系列的一個(gè)大拇指大小的TVS二極管的器件就可以替代掉一個(gè)大概有1本書(shū)那么大的SPD模組,進(jìn)而可節省空間,提升系統性能。
此外,傳統的防雷電模塊通常用一年左右的時(shí)間就要更換,而采用該半導體保護器件,不易老化,用幾十年都沒(méi)問(wèn)題,目前已經(jīng)應用在了很多通信系統中。
Littelfuse還是全世界最早將TVS二極管應用在基站中的廠(chǎng)商,而其現在主推的,也是目前業(yè)界反應最好的一款產(chǎn)品就是AK系列。
張永龍還特別指出,在通信領(lǐng)域,AK系列除了在基站中得到廣泛使用外,服務(wù)器、刀片服務(wù)器、云存儲及數據中心等也都是其用武之地。
雷擊再強也不怕——AK6為重要供電設備護航
AK系列既可以應用于通信設備中,也可用在工控領(lǐng)域,保護貴重和重要設備,如應用于工業(yè)瞬態(tài)電壓浪涌抑制系統、鐵路軌道信號控制室、國防和航空電子設備以及電網(wǎng)和輸電系統等。能夠取代大體積、笨重的防雷電模塊,只用一個(gè)手指大小的器件就搞定了。
而在關(guān)乎人們生命安全的動(dòng)車(chē)機車(chē)中,在靜電防護與防雷擊設計上,特別要求器件較小的尺寸、較大的雷電吸收能力,這是很高的設計要求。AK系列TVS產(chǎn)品提 供幾乎無(wú)限制次數的浪涌吸收能力,標稱(chēng)范圍內無(wú)疲勞損傷,長(cháng)時(shí)間可靠工作,非常適用于在火車(chē)的控制系統中起到浪涌防護,抗干擾的重要作用。
“和競爭對手相比,AK系列產(chǎn)品的抗雷擊的等級更高,由于器件表面采用防火材質(zhì),更加的安全可靠。我很高興的告訴大家,在世強的積極推動(dòng)和技術(shù)支持下,AK6-170C已經(jīng)在株洲南車(chē)批量使用了,并且AK6-170C符合國家標準:IEC-61000-4-2 ESD ,15kV(Air), 8kV (Contact)。”張永龍進(jìn)一步指出:“我們在南車(chē)的電子類(lèi)設備的測試條件如下圖4所示,可以看到我們的參數高于國標的要求。”
圖4.抗擾度實(shí)驗要求
此外,對比傳統的GDT、MOV方案,AK系列產(chǎn)品更加穩定,可靠性更高,鉗位電壓更低,大大提升了產(chǎn)品的系統性能。
“在另一個(gè)人命關(guān)天的領(lǐng)域——大型醫療設備中,如核磁共振和大型的生命體征監護儀等中也更加需要AK系列的保護。” 張永龍特別強調。
AK系列瞬態(tài)抑制二極管面向大電流雙向設備打造,專(zhuān)為交/直流線(xiàn)路保護應用而設計,可防止大型工業(yè)設備在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的浪涌。其設計極為緊湊,這意味著(zhù)它的 體積只有傳統無(wú)源器件的1/10。因此簡(jiǎn)化了電路設計,并減少了在電路板上占用的空間,同時(shí)總成本也大大降低。
“將AK系列應用在動(dòng)車(chē)控制系統中是世強提供給客戶(hù)的獨特 價(jià)值,也是除通信設備外,AK系列產(chǎn)品的最重要應用領(lǐng)域之一。此外,由于抗雷擊的實(shí)驗對設備的要 求非常高,世強還能夠協(xié)調原廠(chǎng),安排客戶(hù)在東莞、上海、蘇州的專(zhuān)門(mén)的抗雷擊實(shí)驗室進(jìn)行免費的測試。最后,針對不同客戶(hù)的需求,我們甚至可以提供定制化的電 路保護解決方案及測試方案。” 張永龍表示。
本文小結
手 機正在變得越來(lái)越小,手機功率放大器的高集成是現在也是未來(lái)的發(fā)展趨勢。不斷增加的頻段使得頻譜越來(lái)越擁擠,將所有頻段集成在一個(gè)功率放大器(PA)中, 還要保證良好的線(xiàn)性度和低噪聲,這對于現在的PA廠(chǎng)商是一個(gè)挑戰。幸運的是,安華高最具優(yōu)勢的FBAR技術(shù)與它的高性能MMPA相結合能夠解決這個(gè)挑戰。 未來(lái),安華高的MMPA中有望集成FBAR濾波器,手機將會(huì )變的更加輕薄和省電。
機遇總是與挑戰并存,利潤越高的市場(chǎng)也意味著(zhù)更高的進(jìn)入門(mén)檻。當一大波智能手機海外市場(chǎng)行情撲面而來(lái)之時(shí),中國的智能手機廠(chǎng)商你們準備好了嗎?