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微电子设备防雷常用设计方法
2021-04-10 [95188]

本文详细阐述了雷电和过电压保护的常用方法:分路、均力、屏蔽、短路和维护。对包括放电管、变阻器、瞬态电压抑制器和共模线圈等浪涌保护器在内的内部器件也进行了详细说明,并根据器件各自的特点设计了理想的浪涌保护器。微电子设备被雷电损坏。微电子设备因电气设备供电操作人员引起的火灾静电或过电压而过热损坏的情况屡见不鲜,造成巨大的经济损失。

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必要损耗一般反映设备用户硬件的损耗,可以修复或更换。但是软件和设备停机造成的损失是无法弥补的。对微电子设备采取有效的防护措施,为集成度更高、耐过电压能力更低的电子系统(设备)建立可靠的防水措施,尽可能地增加火灾或冲击过电压对其的阻碍和破坏,已成为微电子设备可靠性工作中亟待解决的问题。

一般来说,微电子器件工作在高压电网中,高压电网中有四种过电压:雷电过电压、静电过电压、操作人员过电压和工频过电压。一般来说,过电压以两种方式阻碍高压电网:共模(充电导体或中性线与大地之间产生过电压)和差模(充电导体之间产生过电压),其中雷电过电压仅次于过电压。防雷及过电压维护机制在电子设备的防雷及过电压维护方面,一般采用分流、均力、屏蔽、短路、维护等方式。

这种电子设备是目前防雷中不可缺少的设备,以前被称为过电压保护器(SPD)。其作用是使电力线和信号传输线的瞬时过电压在设备或系统所能承受的电压范围内,或向大地释放强雷电流,使被维护的设备或系统不受影响。常见的防雷及过压保护装置目前常用的防雷及过压保护装置有放电管(充气放电管)、压敏电阻器、瞬态电压抑制器等。

1.气体放电管气体放电管是一种低灵敏度的维修设备。一般来说,它的工作部分是用玻璃或陶瓷封装的,内部是一对分离的冷阴极电极,电极内充有一定压力的惰性气体(多为氩气)。为了提高放电管的启动概率,幸运的是放电管中有启动剂,在结构上分为双极型或三极型。常用的过压门环可产生10KA(8/20s)以下的瞬态电流。

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气体放电管的反应时间是指从附加电压上升到击穿电压到击穿现象的时间,气体放电管一般在m微秒量级。气体放电管有多种不同规格的DC击穿电压,其值是不同的,如气体的种类和电极之间的距离。气体放电管电容小,一般1~5pF。其工作原理是当气体放电管的两个电极之间施加的电压超过电极穿透电压Ubr时,静电间隙立即点燃静电并流过小电流,而气体放电管两端的电压下降到电极之间的电弧电压,呈现低电阻。

气体放电管可在DC和交流条件下使用,配套的DC静电电压UdcUo(Uo是线路长期工作的DC电源);Udc1.44Un(在交流条件下使用时为Un(Un是线路长时间工作时交流电压的有效值)。气体放电管的作用时间在毫秒级,广泛应用于通信领域。其优点是耐热电流高,静电电容小。

缺点是点火电压低,点火性能受时间限制。气体放电管的另一个缺点是可能经常出现电源续流的问题。

气体放电管点燃后,它将保持在一个低电阻电路中,电压高达24V,特别是在短ci后_官方网站。

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