多级浪涌保护怎么做?用三级协同架构!

来源:DigiKey得捷 电路设计 5 次阅读
摘要:敲黑板 1.三级协同浪涌保护架构包含哪些元件? 2.为什么要用"堆叠GDT"而不是单支GDT? 3.空心退耦电感在电路中起什么作用? 4.4kV浪涌到来时各元件如何动作? 5.如何选择元件适配不同浪涌等级(4kV/6kV/8kV)? 气体放电管(GDT)**(一级大通流泄放)+ 空心退耦电感(时序协调)+PTVS 功率 TVS(末级精准钳位)**三级协同架构,适配 IEC 61000-4-5 8/

敲黑板

1.三级协同浪涌保护架构包含哪些元件?

2.为什么要用"堆叠GDT"而不是单支GDT?

3.空心退耦电感在电路中起什么作用?

4.4kV浪涌到来时各元件如何动作?

5.如何选择元件适配不同浪涌等级(4kV/6kV/8kV)?

气体放电管(GDT)**(一级大通流泄放)+ 空心退耦电感(时序协调)+PTVS 功率 TVS(末级精准钳位)**三级协同架构,适配 IEC 61000-4-5 8/20μs、10/350μs 雷击浪涌,通过更换堆叠 GDT 耐压、电感值、PTVS 功率等级,分别满足 4000V、6000V、8000V 浪涌耐压需求。

参考:**Bourns应用笔记**

堆叠GDT实现浪涌保护

image

完整防护链路:-48V输入 → 串联堆叠GDT(并联均压电容C1~C4) → 空心退耦电感L1 → 功率TVS(PTVS)对地

1.Stacked GDT 堆叠气体放电管(一级主泄放,开关型)

多颗 GDT 串联一体化器件,搭配均压电容 C1-C4,保证整串脉冲击穿电压仅略高于单支 GDT;

优势:电弧电压叠加,浪涌过后总电弧电压接近 - 48V 母线,可自动熄弧,避免单 GDT 续流烧损。

2.Air-core Inductor 空心无磁芯电感 L1(时序协调元件)

无饱和特性,大浪涌电流下不失效;浪涌陡升时 di/dt 产生感应压差,抬高堆叠 GDT 两端电压,强制 GDT 先导通泄放大能量,TVS 后级钳位。

3.Power TVS/PTVS(末级限压钳位,限压型)

ns 级快速响应,吸收 GDT 泄放后的残余浪涌电压,把后端电压钳位至安全区间,保护后端电路。

工作逻辑

4kV 浪涌冲击到来,PTVS 瞬时先钳位;电感电流突变产生感应电压,抬升堆叠 GDT 至击穿电压,90% 以上浪涌电流由堆叠 GDT 对地泄放,剩余残压由 PTVS 吸收,后端电路电压被限制在安全值。

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