Zakaj je treba uporabljati zaščitne diode v komunikacijskih sistemih?

一, Značilnosti in zaščitne zahteve arhitekture komunikacijskega sistema
Sodobni komunikacijski sistemi temeljijo na mehanizmih prenosa elektromagnetnih valov, ki pokrivajo dve glavni kategoriji: brezžična komunikacija in žična komunikacija. Brezžični sistemi se zanašajo na signale razmnoževanja atmosfere, žični sistemi pa prenašajo električne signale prek kovinskih vodnikov. Ne glede na prenosni medij mora prenos signala iti skozi faze, kot so kodiranje virov, modulacija, prenos kanalov, demodulacija itd., In na koncu informacije povrne cilj. Med tem postopkom lahko vsako vozlišče v signalni povezavi, ki doživlja prehodne šoke, povzroči napake v podatkih ali okvare opreme.
Kot primer 485 avtobusa lahko njegova komunikacijska razdalja doseže 1200 metrov. Prenos na dolge razdalje vodi do slabljenja signala in elektromagnetne interferenčne superpozicije, ki zlahka ustvari prenapetost. Ko se na vodilom pojavijo prehodi, ki jih povzročajo strele ali prehodne prehode, brez zaščitnih ukrepov, bo prenapetost neposredno vplivala na signalno linijo, kar povzroči prekinitev komunikacije ali poškodbe opreme. Podobno je, če je fotoelektrični pretvorbeni modul v optičnem komunikacijskem sistemu vlaken podvržen šoku ESD, lahko njegove občutljive fotoelektrične naprave trajno ne uspejo.
2, Električne značilnosti in zaščitni mehanizem zaščitnih diod
Zaščitna dioda je zasnovana na podlagi načela zenerjeve diode, njeni parametri jedra pa vključujejo reverzno razčlenjeno napetost (VBR), dinamično upornost (RDYN), napetost vpenjanja (VC) itd. V normalnih delovnih pogojih imajo diode visoke značilnosti impedance in nimajo vpliva na prenos signala; Ko prehodna prenapetost preseže VBR, dioda hitro vstopi v stanje nizke impedance, kar usmerja prenapetost na tla.
Kot primer jemljemo zaščitne diode ESD, njihov tipični odzivni čas je manjši ali enak 1N -jev in lahko absorbirajo prenapeto energijo 8/20 μ s valovne oblike. Ko elektrostatični impulz vstopi v sistem, dioda razdeli prenapetostni tok do ozemljitve z mehanizmom razpadanja ali zenerja, kar zagotavlja, da napetost naslednjega vezja ne presega napetosti v spodnjici. Na primer, v krmilnem sistemu zračne blazine lahko zaščitne diode ESD zaščitijo statično napetost znotraj 15V, da zaščitijo krmilno enoto pred poškodbami.
3, scenariji aplikacij zaščitnih diod v komunikacijskih sistemih
1. 485 Zaščita avtobusa
Vodilo 485 se pogosto uporablja na področju industrijskega nadzora, njegove zaščitne zahteve pa izhajajo iz dolgega - prenosnega prenosa in večjih značilnosti dostopa do vozlišča. Ko se na vodilo pojavijo strele strele, lahko prehodna napetost doseže nekaj tisoč voltov. Z uporabo televizijskih diod kot zaščitnih komponent bi moral biti njihov VBR višji od vodila delovne napetosti (običajno 5V), RDYN pa mora biti dovolj nizka (manjša ali enaka 1 Ω), da se zagotovi učinkovita preusmeritev prenapetosti. Poskusi so pokazali, da lahko po konfiguriranju zaščitnih diod zdrži surge tokove 8/20 μ s, večje ali enake 50A, kar bistveno izboljšuje sistemsko sposobnost sistema proti -.
2
Fotodiode v modulih optičnih oddajnikov vlaken so izjemno občutljive na ESD, njihova razpadna napetost pa je običajno pod 30 V. Z vzporednico zaščitnih diod ESD na sprejemnem koncu lahko statično napetost vpeljete v varno območje. Na primer, v sistemu za optično komunikacijo z vlaknami 10 Gbps se lahko uporaba diod ESD s kapacitivnostjo manj kot ali enaka 0,5pf izogne ​​izkrivljanju signala, hkrati pa zagotovi, da je hitrost napake bita prenosa podatkov (BER) boljši od 10 ^ -12.
3. Zaščita mobilnih komunikacijskih naprav
Mobilne naprave, kot so pametni telefoni in tablični računalniki, med vsakodnevno uporabo pogosto pridejo v stik s človeškim telesom, z verjetnostjo dogodka ESD pa do 30%. Z uvajanjem ESD zaščitnih diod na ključna vozlišča, kot sta RF spredaj - END in USB vmesnik, se lahko stopnja okvare opreme učinkovito zmanjša. Preskusni podatki kažejo, da se je po konfiguriranju zaščitnih diod imunost ESD opreme povečala s ± 2kV na ± 8kV, v skladu s standardom IEC 61000-4-2.
4, Izbira in optimizacija zaščitnih diod
1. načelo ujemanja parametrov
Pri izbiri je treba celovito razmisliti o parametrih, kot so VBR, RDYN, CT itd. Na primer, v signalnih črtah s hitrostjo - (kot je HDMI 2.1), je treba izbrati ESD diode s CT, manjšim ali enaki 0,3pf, da se izognejo attenuaciji signala; V scenariju zaščite moči je treba izbrati televizijske diode z zmogljivostjo absorpcije prenapetosti ali enake 500 W.
2. Strategija optimizacije postavitve
Pri postavitvi PCB je treba zaščitne diode namestiti čim bližje zaščiteni napravi, da skrajšajo parazitsko induktivnost. Na primer, pri oblikovanju zaščite vmesnika USB mora biti razdalja med diodami in vmesniki zatiči manjša ali enaka 5 mm, za zmanjšanje vpliva toka ESD na signalne črte pa je treba uporabiti strukturo "ozemljitvenega ohišja".
3. Preverjanje zanesljivosti
Preverjeni po standardih, kot so IEC 61000 - 4-5 Surge Test in IEC 61000-4-2 ESD test, da se zagotovi učinkovitost zaščitne sheme. Na primer, v zasnovi zaščite električne energije določene komunikacijske bazne postaje je bila sprejeta tristopenjska zaščitna arhitektura (cev za izpustitev plina+varistor+televizor dioda), ki je uspešno opravila test 8/20 μ S Surge toka, večjega ali enakega 20Ka.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2 {2} }diode/1n5817-w-1n5819w.html