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标题: 电路保护优化方案该如何设计？ [打印本页]

作者: 跳动的火花 时间: 2012-11-15 13:38 标题: 电路保护优化方案该如何设计？

陈莹光：各位大家好，我是柏恩亚太区工程师FAE，我叫陈莹光，我今天跟大家分享的是优化设计电路保护的方案。

首先我大概介绍一下我们柏恩，我们是一家美资的、私有的企业，我们总部在美国的加州，我们亚太区的总部在台湾台北，我们中国区的总部在上海，如果有什么问题后面可以跟我们联络。

我们全球的员工大概有四千位，总共有9个工厂及研发中心，所有的工厂均通过ISO9000，9001，或者是TS16949。

大家可以看到我们柏恩提供的一些产品，我们的产品主要分成三到四大块，主要分成电阻事业部，保护元器件的事业部，从这些产品上面电阻的部分主要分成固定电阻，还有分成可变电阻的部分，就是俗称的电位器，在线路保护的部分包含一些TVS管，气体放电管，保险丝等等这些保护元器件，还有一块是车用的部分，车用部分在我们柏恩占了三分之一以上的营业额，一些速度的传感器等等。
2013深圳电子展 (aidzz.com)、电子元件技术网(http://www.hefeijz.com/ceres.comtronics.com)和我爱方案网(www.52solution.com)以及深圳会展中心( www.0755hz.cn )联合报道本研讨会！

接下来就进入主题，如果眼尖的朋友可以看到，上面好象有一个名词从来没有看过，就是TCS这个部分，我给大家介绍目前柏恩最新的产品，这个就叫TCS，在接下来的时间当中我把TCS先介绍给大家，还有TCS它在保护上面怎么来使用，它有什么样的优缺点等等。

首先我们看电路保护，这个保护家族里面的产品，我们保护的产品，就像TVS管，晶闸管，气体放电管，保险丝等等。其中最重要的就是这个TCS，柏恩目前最新的产品。

相信这边有很多的嘉宾已经来这个研讨会很多次了，对这一页可能也不陌生，大家可以看到，这个保护的方案，这个保护的方案很清楚的让大家知道，我们是怎么样将这些保护元器件放在我们电路保护的设计方案里面，我们保护的等级可以分成一级保护，二级保护，甚至到三级四级以上的保护，简单来说，我们一级保护来说，我们主要放一些通流量比较大的，或者是一些整合性的，在前面这个地方，类似像一些气体放电管，或者整合性的模块这边，优点是什么？为什么要放这些东西，主要它的反应速度会比较慢，或者我们需求的通流量比较大，越靠近我们IC端，我们会摆上TBS这些保护元器件，所有的保护元器件，过电流保护元器件一定是并联在电路上面的，所有过电流的保护元器件它一定是串联在电路上面的，刚刚有跟大家介绍到TCS这一块，TCS主要放在最里面，就是最靠近IC端的这个地方，待会儿会跟大家讲这个怎么来使用。

什么是TCS呢？从右边这个图就可以很清楚的知道，相信前面的几位演讲者也有介绍到TSS。我们从这个电流对于电压的曲线来看，右边这个是TVS，左边这个是TCS，大家可以看到有所不一样，TVS管是属于箝位的，我们过电压产品主要有两大技术，一个是箝位的技术，一个是开关的技术，TVS属于箝位这个部分的技术，TVS主要把电压停留在某一个地方，TCS刚好相反，它是箝位电流的，所以说你可以讲它就是一个电子的限流器，我们这个部分也针对TVS跟 TCS来做一个比较表，从下面这个地方就可以知道这两个有什么最大的差别，TVS它是限制电压，限制电流，TVS并联在电路上，TCS是串联在电路上，就是当我有雷击进来的时候我可以把大的浪涌导到地区，TSS刚好相反，当大的浪涌进来之后我是一个开关把它隔开了，我把电流限制住了，在阻抗的部分，TVS 在没有动作的时候它曾经是一个高阻抗，TCS在没有动作的就是一个低阻抗，因为TCS是串联在电路上面的，以技术来说，这个就是最主要的一些差别。

刚刚讲TCS的工作原理，接下来看到TCS，我们定的一些规格的特性，TCS我们有一个DBS，有两个在一个里面，我们这边首先推出市场的是两个DBS，从这边可以看到TCS来讲，它额定的电压是在40伏左右，所以说过电流产品怕的是什么？过电流的产品怕的是电压，过电压的产品怕的是电流，你可以看到这个 TCS电压是设定在40伏，它的温度，它这个温度可以看到，它的温度可以从负40到正的125度，目前来讲，我们提供的主要有三个系列，就是0.25安培到0.75安培的，这三个系列它的电阻都非常的低，它本身的耐阻界于一到两个欧姆之间，所以说我们最在乎的就是这两个DBS内阻阻值的差距有多少？这里可以看到，零点零几个欧姆，可以从右边看到，刚刚讲它的温度对于阻值的曲线，它可以起到电源对温度曲线的变化，这样子。因为时间的关系，我就大概介绍一下它的简单规格，我们可以看到这颗TCS，主要来讲，可以看到上面这个部分，这是我们用来测试一个TCS，串一个五伏的电阻，意思是说，如果我今天给它一个五伏，五欧姆电阻代表就是一安培，如果到十伏有两安培，这样就可以测试出这个TCS它可以使用的电压跟电流的关系。你可以看到，我们现在给它一个讯号，就是输入的电压，从这里可以看到，那的TCS在很快的时间之内，因为这是一颗250安培的TCS，它大概在三四百安培的时候它就会启动，你可以看到，这边每一格是201安培，所以说它最大的时候，它触发的电流，在400多安培的时候它就会被触发，被触发完之后它的电流在停在大概200多到300这个附近，电流就会停止住，因为我这个输入的电压是一直上升，一直上升到超过40伏之后，这边电压是41.2伏，这是最大的PF值，到最高的41.2伏的时候这个TCS 就会崩溃，所以我刚才讲它最大的电压设定在40伏，所以在40伏之下这个TCS都是OK的，超过40伏这个TCS就会崩溃掉。
接下去大家最关心的问题，像这个TCS我们一般最常见的会设定在一些信号线上，像什么VDS，因为这个部分最难做，我们从这个上面来讲，我们来测试到底它好不好？我们是用50欧姆对50欧姆的网路分析来做一个测试，来看它有多少按，从这个图形来看，我不管是从250，或者750的TCS，我的频率都可以到 6G以上，甚至你可以看到500跟750这两个，甚至可以到10以上，所以说你可以从这个图片上来看，就了解到，这个TCS其实跟一颗很高品质的电阻蛮类似的，你可以把它当做就是一颗电阻，就是在高频的反应上面。
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接下来跟大家讲，我们实际上TCS是怎样子来做应用的。刚才讲到，这个TCS是40伏的电子限流器，它怕的是电压超过40伏，40伏以下没有问题，可是 40伏以上它就崩溃掉，一个完整的电路设计，我今天会找一个类似TVS，或者TS的东西，我来保护这个TCS，这两个加在一起就得到一个完整的电路保护方案，所以说在右边，这边看起来，它在正常工作的环境之下，工作的电流情况之下，信号可以直接通过，当有一个雷击，或者图波进来之后，所有能量会被这个 TBS吸收掉，然后打上去，可是剩余的电流会怎么样，会持续前进，往RC端通过，这个时候TCS就会动作，其实我们都知道，RC不是被电流打死的，不是被电压打死的，我相信在座有很多在做一些雷击，会发现很好玩的，我今天装了一个TBS上去，可是我TBS没有死掉，TBS正常工作，可是我RCO为什么死掉了？原因就在这里，它剩余的电流把这个RC打死了。

接下来就跟大家分享这个TCS，为什么我们要做这个TCS，其实我们用这个TCS就是要创造理想中的TVS，或者讲是箝位的二极管。

我们其实做一个很简单的实验，我们前面用一个市场上大家很熟悉的SRV，大概300瓦，350瓦的一个TVS，后面我就放一颗5.6伏的二极管，代表我这一颗RCO，我有一个基本的ESB保护，我实际上测出来，大家可以看到这个是我们实际打出来的，这是SRB实际上的一个波形，它的电流越高，它的电压就越高，一旦加入这个TCS之后，你可以看到，这一条线，它类似我们理想中的一个TVS，黑色这一条线就代表理想中，红色这一条这是真实的，我们目前的 TVS，绿色这一条线就是我们TVS再加上TCS之后，呈现出的就是一个理想中的这个部分。
原创文章："http://http://www.hefeijz.com/ceres.comtronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/264/sid/65"
文章出自电子元件技术网。
接下来我就要跟大家分享，我们实际上用1.25BRS的混合波来测试我们这个TCS，一样，在我的前面串一颗六欧姆的电阻，前面放一颗大概是300 瓦，350瓦的TVS，后面放一颗3.9的维纳，代表我们这个RC的电压，从这边可以看到，这边是一个大概25安培的一个波形，TCS当我电流达到500 多安培的时候，这个TCS就会启动，启动之后前卫在300这个地方，所以说我加这个TVS保护方案之后，我可以很有效的把这个RC电压前卫在大概7.3伏附近，这就会跟我们理想中的TVS就非常的接近，你可以看到这是一个五伏的TBS，我们都知道前卫在大概六点多伏，七伏附近，加了这个TCS之后我可以把电压有效的前卫在某一个固定电压上，还有它的电流能前卫住。

这刚才做的一个案例，我可以把电压箝位在7伏附近，如果我今天不用TCS，我单纯用一个SRB这一颗的话，它的前卫电压可能落在大约16伏附近，这就是 TCS它可以有效的把电流前卫在大概300安培这边。讲到这个地方，那TCS它是不是可以符合大部分一般我们讲的通讯，还有工业上面的需求，TCS这个创造出来之后，为什么创造出来？大家最关心的是成本的考量，再来它可以优化我们保护的设计，还有一个就是它是一个SND，一个小型化的包装，一个封装，所以说它也很适合设计在电路里面。

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