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各電子元件在RJ11接口中的保護(hù)應(yīng)用

       如今,在功率密度增大、器件小型化、保護(hù)要求及時準(zhǔn)確精細(xì)、防范等級提高等一系列看似矛盾的綜合要求下,電路保護(hù)方案在開發(fā)上遇到了空前的挑戰(zhàn),業(yè)界亟需供應(yīng)商能夠借助新材料、新工藝,以及豐富的防護(hù)經(jīng)驗(yàn),對不同的用戶群體的新要求做出更迅速的響應(yīng)。針對RJ11接口防護(hù)方案電路圖及電路保護(hù)器件的作用分析。

  在電子產(chǎn)品中,RJ11接口得到比較廣泛的應(yīng)用。但由于現(xiàn)在的工作電磁環(huán)境相當(dāng)惡劣,且產(chǎn)品經(jīng)常在高壓電旁等原因,使得RJ11接口經(jīng)常出現(xiàn)過壓或過流現(xiàn)象,因此我們的產(chǎn)品需要進(jìn)行防雷、防浪涌、防干擾、防靜電設(shè)計(jì)。
RJ11的防護(hù)電路
 
  本電路是RJ11的防護(hù)電路,可以起到防雷、防浪涌和防靜電作用,只要電路中器件的參數(shù)選的合適,完全可以通過差模和共模6KV、3KA的浪涌沖擊測試。

  一、各器件在電路中起到的作用如下:
  首先明白一點(diǎn),對于防雷而言,線對線之間的稱為差模防雷,線對大地之間的稱為共模防雷。

  GDT1 :陶瓷氣體放電管
  GDT陶瓷氣體放電管是一種開關(guān)型的過壓保護(hù)器件,主要優(yōu)點(diǎn)是通流量大,容值低等;缺點(diǎn)是反應(yīng)速度較慢(us級),殘壓高等。
  這里GDT1使用了三極陶瓷氣體放電管,c級接了大地線PE,既可以進(jìn)行差模防雷也可以共模防雷。當(dāng)有差模浪涌在Tip和Ring之間時,當(dāng)其兩端電壓升高到大于放電電壓時,產(chǎn)生弧光放電,氣體電離放電后由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗,使其兩端電壓迅速降低;當(dāng)有共模浪涌在Tip與大地之間或Ring與大地之間時,那么放電管的ac極或bc極擊穿導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)泄放浪涌作用。

  TSS1/2/3 :半導(dǎo)體放電管或瞬態(tài)抑制二極管
  半導(dǎo)體放電管是一種開關(guān)型過壓保護(hù)器件,主要優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度(ns級)比GDT快,容值比TVS低(對信號時序影響不大),通流量比同等尺寸的TVS大等;缺點(diǎn)是殘壓比TVS高等。
  瞬態(tài)抑制二極管是一種箝位型過壓保護(hù)器件,主要優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度(ps級)比TSS快,殘壓低等;缺點(diǎn)是容值比較大等。
  其中TSS2是起到差模防護(hù)的作用,TSS1/3起到共模防護(hù)的作用。
  注意這里的TSS1和TSS3是接工作地GND。這種接地方式對于防雷來說,保護(hù)效果更好。

  PTC1/2 :自恢復(fù)保險(xiǎn)絲
  PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種過流保護(hù)器件,主要是起到退耦、緩沖、延時的作用,也可以用普通大功率電阻替代。因?yàn)門SS和TVS的反應(yīng)時間比GDT的快。出現(xiàn)浪涌時,若沒有PTC作退耦作用,那么TSS會先導(dǎo)通,起不到泄放大浪涌的作用。

  二、明白了各個器件的作用后,分析整個電路就簡單了,過程如下:
  差模防護(hù):當(dāng)浪涌從線間輸入時,由于PTC的退耦作用,GDT1的ab極會首先擊穿,擊穿后會使線間的壓差降低;殘余電壓經(jīng)過PTC后由反應(yīng)速度較快的TSS或TVS箝位,這時殘壓較低,起到保護(hù)后端設(shè)備的作用。
  共模防護(hù):當(dāng)浪涌從線間輸入時,由于PTC的退耦作用,GDT1的ac/bc極會首先擊穿,擊穿后會使線間大部分的浪涌泄放至大地;殘余電壓經(jīng)過PTC后由反應(yīng)速度較快的TSS或TVS箝位,這時殘壓較低,起到保護(hù)后端設(shè)備的作用。

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