低压直流保护方案与测试
音特电子产品在工业与仪器仪表领域的应用
继电器的过流过压保护
红外温枪防护方案
低压变频器防雷方案
5V直流防雷保护方案推荐与测试
12V直流防雷保护方案推荐与测试

低压直流保护方案与测试


目的:

       电涌顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压,其来源分为外部来源(雷电和电网中开关操作等在电力线路上产生的过电压)和内部来源(空调、电梯、电焊机、空气压缩机和其它感应性负荷),根据统计,在美国:由于电涌给各行业造成的停产、时间的损失、设备维修、过早地更换设备等直接损失每年高达 260 亿美金,在中国,据有关统计,在保修期内出现问题的电气产品中,有 63%是由于电涌产生的。我司依据 GB/T17626.5 IEC61000-4-5对浪涌(冲击)抗扰度试验,对低压直流防雷保护方案做了一些整理和测试,以供大家参考。


1. 通用的低压直流保护方案



类型

MOV

GDT

L

TVS

24V

14D820K

2R090L-8

220µH

SMCJ30 或

1.5KE36CA

12V

14D820K

2R090L-8

220µH

SMCJ15CA 或

1.5KE18CA

48V

14D101K

2R150L

470µH

SMDJ58CA

特点:

压敏电阻做粗保护,TVS瞬态抑制二极管做细保护,用电感或者PPTC自恢复保险丝耦合,浪涌的残压很低,温度保险丝 F 是为了让压敏电阻或者 TVS 短路失效后脱落电路,以防止短路电流过大造成火灾。

如果没有地线,可在“+”“-”间使用一个压敏电阻14D820K 和一个气体放电管做初级保护,中间用电感或者 PPTC自恢复保险丝做耦合,次级使用 TVS瞬态抑制二极管做细保护。

以上方案满足: IEC61000-4-5 10/700US 6KV /150A1.2/50US&8/20US6KV /3KA


音特研发组:(www,yint,com.cn


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音特电子产品在工业与仪器仪表领域的应用

音特电子TVS、ESD、MOV、GDT等产品,主要应用于工业与仪器仪表领域的以下方面:


1交流伺服电机系统   

2、自动测试设备 

3、条形码扫描仪   

4、具备CAN联网功能的步进电机驱动器   

5、文档扫描仪           

6、电子恒温器                      

7、流量计                       

8、通用控制系统

9、HEV/EV Charging                                 

10、High Speed Inspection Camera       

11、I2C步进电机驱动器                                  

12、IPM Inverter Motor Control  

13、工业过程测量与控制       

14、仪表设备 - 数据采集           

15、逆变焊机          

16、IoT Edge Sensor Node         

17、LIN步进电机驱动器       

18、低光安全摄像机

19、Machine Vision                                                          

20、马达控制系统 

21、乘坐传感器                                 

22、以太网供电(PoE)销售点(POS)终端         

23、以太网供电(PoE)可编程逻辑控制器       

24、以太网供电(PoE)保安摄像机

25、便携数据记录器                     

26、RFID读取器            

27、保安监控器

28、老虎机                     

29、智能电表                             

30、太阳能逆变器        

31、不间断电源(UPS)(离线式)                         

32、不间断电源(UPS)(在线式)    

33、自动贩卖机         

34、视觉系统                                 

35、无线摄像头


其中部分产品的应用列表为:



欢迎与音特技术工程师探讨,以及申请免费样品!


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继电器的过流过压保护

继电器广泛应用于消费电子产业和工业设备中,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种"自动开关".故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

继电器可能因为过流或者过压而损害,继电器由一对或者几对触点和绕组组成。当绕组中有电流流过时,触点便会打开或者闭合。当继电器把流到感性负载的电流中断时,会出现电压尖脉冲,这是一个常见的问题。严重时,电压尖脉冲会超过继电器触点的额定电压,从而损坏触点。可能会突然损坏而且很严重,或者非常缓慢,要在多年后才能体现。

     此外,当触点断开、电流中断时,如果在继电器触点中流过的电流过大,也会造成损坏。电流过大、电压过高还会损坏继电器的绕组。如果继电器绕组是设计成在正常工作的情况下只在短时间里有电流流过的话,在意外地有电流长时间流过时,电流虽然是在正常工作的范围之内,最终也会把绕组烧坏。


1.电路保护方案

保护继电器的方法有很多种,自恢复保险丝 PPTC 是常用的过流保护器件,它的特点是电路在正常工作时 PPTC 的电阻很小,对电路几乎没有影响,而当有过电流出现时,PPTC 的阻值迅速增大,使流经的电流降低到很低的水平。只有当电路切断,并排除故障,PPTC 重新冷却,才会恢复到低阻态的状态。PPTC 最大的优势是具有可复位功能,有助于降低维护成本,提高客户满意度。


 而压敏电阻 MOV 是一种常用的过压保护器件,它的特点是,在一定电流电压范围内电阻值随着电压的变化而变化,电气特性与两只背对背连接的硅稳压二极管非常相似,有着毫微秒级的响应速度, 当电路电压正常时,MOV 的阻值很高,相当于断路,而当有尖峰电压时,他提供非线性的电流导通通道,将电压限制在一定范围内,从而达到保护电路的目的。MOV 选型时,注意的参数主要是压敏电压和通流量的选择,具体请咨询音特电子。

 

      下图给出一种典型的继电器保护电路,PPTC 与继电器线圈,继电器触点串联,在故障和意外过载时可限制电流,PPTC 的选择,首先考虑 PPTC 的耐压,还有继电器工作的最大稳态电流,还有动作时间,温度等等问题,详情可咨询音特电子。MOV 与触点并联,可有效的防止触点的

   继电器始终是会失效的,我们做保护,主要是希望延长继电器的使用时间,因为触点始终会积碳, 老化,其表面不如最初那样清洁。在继电器寿命临近后期时,其接触电阻会迅速增大。


关注公众号:音特电子,轻松了解。

关键词:继电器的过流过压保护、PPTC自恢复保险丝、压敏电阻。

音特电子解决方案:www.yint.com.cn




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红外温枪防护方案

几乎没有一个物理量像温度一样,如此频繁地进行测量;通过红外线测量温度有各种可能性。除了传统的温度计之外,高温计(也称为激光测温仪或红外测温仪)用作温度测量仪已被有效验证。应用广泛,如钢铸造、炉温、机器零件、玻璃及室温、体温等各种物体表面温度的测量,针对特殊应用场景, 我司均有集约化的产品配合此类产品,满足各种需求。

一.产品应用优势:

1.1.延长测试枪使用寿命,具有过流保护和过压保护

1.2.有助于减少测试的干扰,提高稳定性、提高产品 EMC 性能

1.3.提高类似 MLX90614 芯片的 ASSP 性能

1.4.符 合 IEC 61000-4-2 (ESD)Air discharge: ±15kV Contact discharge: ±8kV

1.5.IEC61000-4-4 (EFT) 40A (5/50ns)

1.6.IEC61000-4-5 (Lightning) 12A (8/20μs)

二.典型应用产品

典型应用仪器


三.应用拓扑:

esd保护方案线图esd保护方案线图




四.器件与工作电压选择:

我司有多种封装形式可供选择,如:SOD523/SOD-923/DFN1006

五.应用说明:

5.1.过流保护的必要性,正常设备在使用过程,用户在更换外部电池或电源过程;很容易产生尖峰电流,对于红外芯片 A/D 采集器件是致命;更是关键的设计,红外传感内部设计齐纳二极管,当二极管 PN 结短路失效,导致电池短路;在石油化工行业将会导致火灾现象,造成更大的损失!

5.2.ESD 静电保护的必需性,此类产品的使用环境很恶劣,主要是人体的静电转移产生的瞬间宽脉冲的电压;还有在特殊工况场景,环境的影响更是不可控制。

六.产品特性:

6.1.防护器件大量用于汽车,工业品产品,具有高性能!

6.2.器件体积集约化,贴片 SMT 式

6.3.低寄生电容

6.4.ROHS 材 料

7.电气参数(Ta:25℃):

ESDSR05:

关注公众号:音特电子,轻松了解。

关键词:红外温枪防护方案、PPTC自恢复保险丝、ESD静电二极管。

注:音特电子研发组(www.yint.com.cn

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低压变频器防雷方案

防雷电路主要是为了吸收电路浪涌和瞬变产生的尖峰电压和抑制过电压,以保护变频器主回路。


通用的电路1:

使用较少的器件,4个压敏电阻和保险丝的组合,压敏电阻使用20D102K;保险丝使用10A慢断的保险丝,保险丝的主要作用是在压敏电阻老化短路失效后,使其和主电路脱离,防止火灾。

 

通用电路2:

使用的器件较多,6个压敏加上3个保险丝,共差模全防护,压敏电阻使用20D102K,保险丝使用10A慢断保险丝。

 

如果有浪涌的具体要求,或者耐压方面的要求,方案需更改,具体可联系我们技术人员。

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5V直流防雷保护方案推荐与测试

   目的:

   电涌顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压,其来源分为外部来源(雷电和电网中开关操作等在电力线路上产生的过电压)和内部来源(空调、电梯、电焊机、空气压缩机和其它感应性负荷),根据统计,在美国:由于电涌给各行业造成的停产、时间的损失、设备维修、过早地更换设备等直接损失每年高达260亿美金,在中国,据有关统计,在保修期内出现问题的电气产品中,有63%是由于电涌产生的。我司依据GB/T17626.5  IEC61000-4-5对浪涌(冲击)抗扰度试验,对低压直流防雷保护方案做了一些整理和测试,以供大家参考。

   测试波形:

开路电压波形

    开路电压波形1.2/50μs      T1=1.2μs    T2=50μs


短路电流波形


   短路电流波形8/20μs     T1=8μs    T2=20μs

   客户要求:

   直流供电电压5V,供电电流常规2A,峰值可达5A,浪涌等级暂定为2KV。


   低压直流保护方案


低压直流保护方案




类型

压敏或者气体放电管

L

TVS二极管

5V

压敏使用14D820K(通流较大)

或者14D390K(通流较小)

或者使用气体放电管2R090L-8

或者贴片型1812-091

空心电感

100µH作用

SMDJ5.0CA

   特点:

   压敏电阻或者气体放电管(大通流器件)做粗保护,TVS做细保护,用电感退耦,因为TVS的响应速度比压敏或者气体放电管快,使用电感的目的是当大浪涌出现时,使大部分能量通过压敏或者气体放电管泄放,剩余的小部分残压,通过TVS再次抑制,最终将浪涌削弱到EUT能承受的水平。最前端保险丝的作用是当后面压敏出现老化失效或者TVS出现异常时,能够及时断开电路,推荐使用慢断的保险丝。

由于客户电源的电流较大,空心电感可能比较难找,如果能够只使用压敏或者气体放电管,浪涌的残压后面电路能够承受,则只需使用压敏或者气体放电管。以下是,只使用压敏或者气体放电管,电路的残压:

供电电压 5V

   测试仪器 8/20综合波浪涌发生器如下:

测试仪器 8/20综合波浪涌发生器



   测试电压2KV:

测试电压



    将压敏或者气体放电管直接并在“+”“-”线上,打浪涌通过示波器查看残压。

 

    压敏电阻14D820K的残压:

压敏电阻14D820K的残压

   压敏电阻14D的残压:

压敏电阻14D残压

    气体放电管1812-091的残压:

    由于气放管的响应速度最慢,所以他抑制后的峰值电压最高,但是由于它是开关型器件,所以他的残压还是比较低的。

气体放电管1812-091的残压



关键词:TVS二极管压敏电阻14D820K气体放电管1812-091

如有问题,可联系技术人员快速为您解决:       

  (https://www.yint.com.cn/Contact/Index




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12V直流防雷保护方案推荐与测试

   12V直流电源保护方案:

12v直流电源保护方案

类型

气体放电管

L

TVS二极管

12V

3R090L(M)-8

或者
2R090L(M)-8

空心电感

220µH左右

SMDJ15CA

或者5.0SMDJ15CA


    特点:

   使用气体放电管(大通流器件)做粗保护,当有接地线时,推荐使用3pin的气放管3R090L(M)-8,但没有地线时,使用2pin的气放管2R090L(M)-8。TVS做细保护,用电感退耦,因为TVS的响应速度比气体放电管快,使用电感的目的是当大浪涌出现时,使大部分能量通过气体放电管泄放,剩余的小部分残压,通过TVS再次抑制,最终将浪涌削弱到EUT能承受的水平。

最前端保险丝的作用是TVS出现异常时,能够及时断开电路,根据客户电路的电流选择保险丝,保险丝选择时要注意,当浪涌测试时,瞬间电流很大,有几千安培,此时保险丝不能断开,需要保险丝抗浪涌能力强,一般推荐使用慢断的保险丝。

 

浪涌测试波形:

开路电压波形



开路电压波形1.2/50μs  T1=1.2μs T2=50μs   

短路电流波形

   短路电流波形8/20μs     T1=8μs    T2=20μs

   客户要求:

   防雷电路能承受6KV-8KV的浪涌。

   测试器件以及仪器:3R090L-8,150uH空心电感2个,SMDJ15CA,8/20综合波浪涌发生器,直流电源,示波器。如下所示:

8/20综合波浪涌发生器


   测试电压差模±6KV各测试5次:

测试电压差模±6KV各测试5次

测试电压差模±6KV各测试5次


   然后通过示波器查看TVS输出端的电压,如下所示:

TVS输出端的电压TVS输出端的电压


   从±6KV的测试结果来看,经过放浪涌电路后,浪涌残压很低,一般都能满足客户EUT的要求。从器件选型上来看,气体放电管最高能承受瞬间电流20KA,完全能够满足客户8KV浪涌的要求。

EUT



   关键词:气体放电管3R090L-8TVS二极管SMDJ15CA保险丝

   如有问题,可联系技术人员:                                  (https://www.yint.com.cn/Contact/Index


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