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融合GDT和MOV,Bourns打造創新型過壓保護器件

時間:2019-8-14, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

當前,不管是汽車、工業設備、醫療器械、新能源設備、還是家用電器等,其內部元器件的復雜度以及使用環境的惡劣性都在與日俱增。當電氣供應不穩定時,如果沒有高效穩定的保護措施,小則單一元器件損壞造成設備停機,更嚴重的后果是整臺設備由于過壓及相關聯的高浪涌電流導致徹底報廢,造成巨大的經濟損失。

在使用電子電氣設備的眾多惡劣環境中,雷電是其中的代表。我國某縣城的統計數據顯示,每年因雷電導致過壓造成的設備損壞占整體的70.11%,單一工作單位的損失就可達數十萬元。再加上如今消費者對于設備的功能要求越來越嚴苛和多樣,促使電路保護元件已經從最開始的玻璃管保險絲,發展成為龐大的電子元器件分支。

為了幫助設備廠商應對日益復雜多變的市場環境,提高產品市場競爭力,全球知名的電子元器件制造與供貨商美國柏恩(Bourns)推出了GMOV™系列過電壓保護元件(以下簡稱GMOV™系列)。

圖:GMOV™系列產品構成圖

當前,很多器件廠商選擇使用金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和氣體放電管(GDT)的離散組合,以此提供魯棒、低泄漏的前端保護方案來應對電壓暫態響應。Bourns公司代理商世健公司(Excelpoint)技術支持部副總監Angus Zhao表示:“ Bourns創新地將自家專利且節省空間的FLAT®技術扁平氣體放電管(FLAT-GDT)與金屬氧化物壓敏電阻(MOV)相結合,創造出精巧且增強的過壓組合式保護器。GMOV™系列更為緊湊、堅固,滿足了嚴苛的小型化器件要求,結合MOV的高壓續流遮斷能力的特點,解決了單獨采用GDT的續流問題。同時,GMOV™有效地消除由于MOV漏電流或者過電流造成的發熱損壞和其他大多數損壞,進而形成一種零待機能耗的保護解決方案。由于極間電容小于4pF,可同時用于電源和一些信號線的防護場景;標準的14mm和20mm封裝兼容MOV產品封裝,滿足UL1449的安規要求的應用場景。”

在低頻條件下,GMOV™系列的限壓等于單個MOV和GDT組件的限壓之和。在實際應用中,可提高電路實際的耐壓需求。

當器件中有浪涌電壓時,GMOV™系列里面的GDT能夠在不到一微秒的時間內,快速打開并連接MOV,將浪涌電壓控制到可接受的水平。當浪涌電壓過去,線路電壓下降后通過MOV,關閉GDT。一旦GDT關閉,GMOV™系列就會像以前一樣斷開MOV與線路的連接。GMOV™系列的功能是一種非常特殊的“共生”關系,在這種關系中,GDT和MOV共同工作,這也是其能夠長期穩定有效的關鍵所在

圖:GMOV™系列線路圖

相較于MOV器件,GMOV™系列過電壓保護元件能夠應對瞬態和瞬時過壓尖峰,避免在惡劣環境中出現退化和失效的情況,顯著增加了MOV的MTBF(平均故障間隔時間),提供更高水平的性能和安全性。GMOV™系列采用標準14 mm和20 mm MOV封裝,可直接替代標準14和20 mm MOV。

圖:產品尺寸圖(單位:mm)

下圖是MOV器件和GMOV™系列在實際應用中的表現:

通過圖示可以看到,在假定的120 Vrms應用中,標準的130V MOV器件在鉗位電壓、泄漏、老化特性和對瞬時過電壓(TOV)的響應幾個方面的表現都是最差的;275V MOV器件能幫助減輕泄漏和老化問題,然而一個瞬時過電壓條件仍可能導致過量的泄漏和器件損壞;第三個例子表明當130V TMOV/iMOV器件集成熱保護時,基礎性能和130V MOV器件相似,但在瞬時過電壓來臨時,仍然有失效的可能;相比較而言,GMOV™系列的鉗位電壓和130V MOV器件類似,但優于275V MOV器件,并且泄漏、老化特性和對瞬時過電壓(TOV)的響應方面都是表現出優越的性能。

下圖也讓我們比較直觀地看到了GMOV™系列在保護設備方面的優越性能。

通過圖示可以看到,達到Vfp的鉗位轉換時間(Clamp Transition Time)表示GDT啟動所需的時間,GMOV™系列產品的鉗位轉換時間能夠持續小于0.3µs。

綜上所述,GMOV™系列非常適用于需要高性能電路保護的交流和直流電源應用。因此,GMOV™系列可用于所有主要市場和垂直行業,如工業、消費品、醫療和通信等。GMOV™系列的應用案例包括電涌保護器件(SPD)、白色家電、充電器、太陽能(新能源儲能)、醫療電子(低/中等風險)以及智能電網的電力保護應用的電源和數據端口保護。我們甚至可以這樣認為,幾乎很多由AC或DC供電的應用都可以使用GMOV™系列進行過壓保護。

智能電網及能源儲能等市場就是一個很好的例子,GMOV™系列能夠減少泄漏電流這一產品特性在能源市場有極大的吸引力,特別是在存在電壓應力和瞬態過電壓的情況下,對于防止由于MOV爆裂造成火災等安全隱患的需求。此外,GMOV™系列的4pF級電容優勢允許電力數據線通信獲得異常高的數據速率。

目前,GMOV™系列產品已經上市,作為Bourns的代理商,世健公司將會把GMOV™系列添加到產品線目錄和解決方案中,讓世健公司客戶的設備都能夠享受到由GMOV™系列帶來的優質、持久、全方位的保護。

圖: GMOV™-14D系列產品列表(一)


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