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详解TBU与传统过压过流电路中?;ぴ那?/h2>

发布时间:2013-01-10 责任编辑:abbywang

【导读】本文从传统的?;ぴ骷胧?,对比传统过流过压?;ぴ骷蚑BU方案的工作方式,深度解析TBU与传统过压过流电路?;?/a>元件的区别及其应用限制,为广大工程师探索过压过流电路?;し桨盖崴缮杓浦馈?br />


对于大型的控制电路,比如LED灯塔的电源控制线路,其?;ひ约拔薅际且桓霰冉细丛拥墓こ獭J褂肨BU方案,是否可以使过压过流电路?;そ饩龇桨干杓聘崴赡??

本文从传统的?;ぴ骷胧?,对比传统过流过压保护元器件和TBU方案的工作方式,深度解析TBU与传统过压过流电路保护元件的区别及其应用限制,为广大工程师探索过压过流电路?;し桨盖崴缮杓浦?。

保护元器件的分类

?;ぴ骷饕殖闪酱罂?,如图所示,一块是过流?;?,一块是过压?;ぁ?

 


图1:?;ぴ骷?br />  

相对过压的?;ぴ?,过流的?;ぴ饕殖赏际旧喜糠值募缚椋冶叩脑从λ俣瓤?,但通流量较小,而左边的元件相反,所以需要做一些搭配。主要是整合器的元器件,如TBU。TBU把过流和过压的元器件组合在一起,可同时进行过流和过压?;?。

传统过流和过压?;ぴ骷淖楹虾凸ぷ鞣绞?br />
下图是最常见的组合图,可以看出怎样把过流和过压?;ぴ骷旁谝话愕南呗飞?。

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图2:?;ぴ骷楹贤?br />  

过流的产品一定是串联在电路上,包含一般电阻或电压。而过压的产品主要并联在电路上,包含一级压、二级压、三级压。类似TBS管等,二级和三级基本可以互换,关键是怎样做搭配,保护系统的协调工作非常重要。

按传统的方式,当一个雷击进来之后,首先上升的一定是电压,一定是内部靠近IC部分的?;て骷钕确从Γ裘挥蟹从?,内部线路肯定会被击穿;或TBS管一定要运作,作为开关直接关闭。

举例来说,由于过电压产品最怕电流质,而过电流产品最怕电压,当TBS打开之后,所有的电流都会往一边流。若出现一个很大的雷击,这个TBS管一定会被击穿。所以必须要在外面摆上一个气体管,来?;ふ飧鯰BS管。当电流经过这个管后,其电压会持续上升,靠近外面的气体放电管,必须要在动作之后才能保护TBS管。一般来讲,PDC的速度非常慢,所以单个雷击进来之后PDC没有办法动作。

TBU是近十年一个比较新的产品,是高速的保护器,也可以说是一个电子的限流器。现在来看看TBU的工作方式与传统过压过流保护元器件有何不同。

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TBU的工作方式

图3:内部结构
图3:内部结构
 

TUB的内部结构

与传统的双向保险丝结构相比,TUB最重要的差异是电压部分。传统保险丝的工作方式是把电流导到地的方式,而TBU方式主要是用隔离的方式。雷击进来之后电流经过内部的IC去走,当电流超过触发点之后,TBU就会打开,TBU打开之后所有的能量都是隔绝在外,这时候电压还是会持续上升。在外部放一个气体管?;BU。由于过电流产品最怕是电压。而TBU是过电流产品,假设选择的是一个850v的TBU,必须确定线路偷走的电压值不能够超过850v,所以必须在外部再摆一个气体放电管去保护TBU,这点与传统的方式有所区别。事实上两种应用方式的区别是后者做了开关,把能量全部阻绝在外面。

把TBU放入电路之后,电流会上升,这时候TBU就要打开,阻绝到电流跟电压,电路就被?;?。当电压上升之后,因为其反应速度非??欤淼缌饕采仙?,TBU动作之后会阻绝电压与电流的部分。TBU是电流启动电压回复的元件。当TBU没有动作的时候,如同电阻;电流超过之后,开关直接打开,承接高阻;当电压回复之后,TBU回复原本工作状态。

TBU的特殊之处

对于传统方式和使用TBU方式的差别,举一个最常见的例子进行说明。比如一个功率电阻加上一个TPS管,这个很便宜很常见,它的优点就是便宜,它缺点就是用交流电时无法回复。若考虑一个高等级的程序,可以用交流电,因为是850的TBU,如果是A型455V,所以说电流达到以后TBU就一直不断地开关,能够把所有的能量阻截在外面。如果8KV甚至上10KV以上的雷击,第一个要考虑的是这个TBE是不是能够卖10KB,如果能够到达10KB的时候,那就没有错,只要确定可以把电压限制在850V的电压以下就可以了。

TBU的主要应用

TBU的主要应用包含通讯、医疗、工业、消费电子等方面,具体应用可参考下图,其设计都非常简单。

图4:TBU通信类设计
图4:TBU通信类设计
 

如图所示,通讯应用?;さ纳杓贫挤浅7浅<虻?,TBU加一个OPC,再加上一个GTP或是其他的,就成了一个?;し桨浮?/p>


图5:TBU工业类设计
 

工业应用包含单线或双线的?;?,同样非常简单,TBU加一个气体管,再加一个非常小的TBS。在这里加上TBU管有什么好处呢?因为TBS反应速度非常快,可以很快反应,TBU很快就会打通,在打通之后,打开之后所有的线路的过流和高压都会阻绝在外面。

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TVS/电阻解决方案与TBU解决方案应用对比

图6:方案应用对比
图6:方案应用对比
 

TBU与?;さ男?br />
TBU的电压一般是850V以下,为什么不往上做到1500V甚至3000V、4000V?原因是过了安规之后,量越大所需面积越大,造成成本越高。推出高电压之后的成本会比原先成本高很多,而850V以下的TBU,比较符合现实程序的问题。如果要用850V的TBU必须做一些搭配,就是说必须在前面摆一个?;ぴ匀繁BU两个端点的电压能够在850V以内。需加上的元件,主要分两大块,若用高速的信号传送,需用GDE;传输讯号频率较低,就可用MOV。当雷击进来的时候,第一个TBU会首先反应,反应之后,其电压持续上升,GDE其次反应,一旦反应开始就把所有能量导到地上。

综上所述,TBU具备五大优点:其将主要能量阻绝在外;由高压做成,反应速度很快;阻绝高压;在电路上串联,没有电容磁的问题;不工作时如同电阻,方便设计。同时,从TBU的应用案例可以看出,TBU方案确实可以起到使过压过流电路?;し桨干杓聘崴傻刈饔?,不过,从成本方面考虑,TBU的电压在850V以下时使用TBU方案比较适宜。

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