無(wú)視雷擊，先進(jìn)大功率TVS為重要供電設備保駕護航

關(guān)鍵字：雷擊  先進(jìn)大功率TVS  供電設備 

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

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