上海雷卯:TSS半导体放电管选型及应用电路

Release time:2023-12-04
author:AMEYA360
source:上海雷卯
reading:1852

  一、 TSS工作原理

  半导体放电管TSS(Thyristor Surge Suppressors)是一种采用半导体工艺制成的PNPN结四层结构器件,其伏安特性与晶闸管类似,具有典型的开关特性。一般并联在电路中应用,正常工作状态下半导体放电管处于截止状态,当电路中由于感应雷、操作过电压等出现异常过电压时,半导体放电管快速导通泄放由异常过电压导致的异常过电流,保护后端设备免遭异常过电压的损坏,异常过电压消失后,半导体放电管又恢复至截止状态。需要注意的是,半导体放电管的反向截止电压要大于被保护电路的最大工作电压,否则会影响被保护电路的正常工作和TSS的使用寿命。

  二、TSS主要参数

  ·断态电压 VRM 与漏电流 IRM:断态电压 VRM 表示半导体过压保护器不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的漏电流 IRM。

上海雷卯:TSS半导体放电管选型及应用电路

  ·击穿电压 VBR:通过规定的测试电流 IR(一般为 1mA)时的电压,这是表示半导体过压保护器开始导通的标志电压。

  ·转折电压 VBO 与转折电流 IBO:当电压升高达到转折电压 VBO(对应的电流为转折电流 IBO)时,半导体过压保护器完全导通,呈现很小的阻抗,两端电压VT立即下降到一个很低的数值(一般为5V左右)。

  ·峰值脉冲电流 IPP:半导体过压保护器能承受的最大脉冲电流。

  ·维持电流 IH:半导体过压保护器继续保持导通状态的最小电流。一旦流过它的电流小于维持电流 IH,它就恢复到截止状态。

  ·静态电容 C:半导体过压保护器在静态时的电容值。

  三、 TSS特点

  优点:

  ·击穿(导通)前相当于开路,电阻很大,漏电流小,一般为几微安甚至零点几微安;

  ·击穿(导通)后相当于短路,TSS管两端电压接近0V,可通过很大的电流最大几百安培,VT压降很小;

  ·具有双向对称特性。

  ·响应速度都很快,ns 级。

  ·击穿电压一致性好。

  ·封装有SMA/DO-214AC,SMB/DO-214AA,TO-92,DO-15,DO-27等,目前以SMA,SMB为主流。

  缺点:

  ·通流量较小,只有几百 A。

  ·击穿电压只有若干特定值。

  · 电容较大,有几十至几百pF。

  四、TSS 选型

  1)VDRM:截止电压必须大于被保护的电路的最大工作电压,小于最大极限电压。否则的话,不仅影响被保护电路的正常工作,还影响TSS的使用寿命;

  2)VS:转折电压必须大于设备信号正常工作电压,小于设备最大极限电压;

  3)IH:维持电流必须大于设备的工作电流;

  4)C:寄生电容根据电路所允许的插入损耗或信号传输的频率选择;

  5)IPP:最大瞬间峰值电流IPP必须大于通讯设备标准的规定值;

  6)Pw:半导体放电管处于导通状态时,所损耗的功率应小于其额定功率;

  7)由于半导体放电管是一种开关型过电压保护器件,导通后电压比较低,为此不能单独应用在较高的电源线保护中;

  8)一般并联在电路之中。

  五、 TSS 运用领域

  半导体放电管TSS广泛应用于通信、安防、工业等电子产品的通信线保护中。

  1、RS232/RS422/RS485 接口

  2、XDSL 和 ISDN、HDSL 传输设备

  3、用户前端设备,如:电话机、传真机、Modem

  4、T1/E1接口

  5、仪器仪表、及其配线架、以太网、CATV设备

  6、安防产品、远程监控、远程抄表等产品中

  六、TSS 应用电路

  1、CAN接口静电浪涌保护方案

  用于CAN接口的浪涌保护,采用低残压的TSS,有效保护接口,

  IEC61000-4-5 浪涌10/700μs,8KV。

上海雷卯:TSS半导体放电管选型及应用电路

  2、 LED开路保护方案

  PLED开路保护器件专用于LED灯珠串联电路,当某一个 LED 灯珠损坏或开路时并不影响其他 LED灯珠的正常工作;并同时具有防过压保护性能,使得 LED 能抵抗瞬时雷击。

  具有导通电压低、反应迅速、故障排除后可自恢复等

  特点,大大提高了 LED 电路工作的稳定性。

上海雷卯:TSS半导体放电管选型及应用电路

  应用说明

  LED 灯珠正常工作时:

  D1~Dn 位置的LED 灯珠正常工作时,电路工作电压为 3.3V~3.5V,PLED开路保护器件对电路没有影响。

  LED 灯珠出问题时:

  当电路中某一LED 灯珠处于开路状态时,PLE开路保护器件启动,充当旁路导线的作用,PLED两端电压小于 1 V。其他 LED灯珠可以继续正常工作。当开路的 LED恢复正常工作后,PLED开路保护器件自动恢复到关断状态。

  3. RS422 RS485静电浪涌保护方案

  采用低残压的TSS,有效保护RS422 RS485芯片,TSS反应时间为ns级,既可防浪涌,又可防静电. IEC61000-4-5 浪涌10/700μs,6KV。

上海雷卯:TSS半导体放电管选型及应用电路

  4. SLIC 用户接口电路防护 LM61089B

  LM61089B 是一种双正向传导缓冲门晶闸管(SCR)过压保护器。其设计用于保护单片 SLIC

  (用户线路接口电路)防止雷电、交流电源触点和感应引起的电话线路过电压。这个

  LM61089B 限制超过 SLIC 供电轨电压的电压。指定 LM61089B 参数以允许设备符合 Bellcore GR-1089-CORE 第 2 版和 ITU-T 建议 K.20、K.21 和 K.45。

  LM61089B 参数如下。

上海雷卯:TSS半导体放电管选型及应用电路

  雷卯电子专业为客户提供电磁兼容EMC的设计服务,提供实验室做摸底免费测试。

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上海雷卯电子:光电传感器的静电浪涌防护电路设计
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2025-06-27 11:55 reading:239
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2025-06-23 13:27 reading:241
上海雷卯电子:储能变流器的静电与浪涌防护技术解析
  一、储能变流器(PCS)  储能变流器(Power Conversion System, PCS)又称功率转换系统,是 储能系统中实现能量双向转换的核心环节,完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、功率转换系统(PCS)以及其他电气设备构成,负责完成储能单元与电网 / 负载之间交流电与直流电的双向转换。  包含以下核心环节:  二、储能变流器的静电浪涌敏感节点  基于模块化设计的理念,储能变流器的典型框图如下:  敏感节点分析:  三、全链路浪涌防护方案与雷卯电子器件选型  基于雷击风险评估原则,结合变流器各模块特性,推荐以下防护方案:  1. 直流侧防护(DC48V)  一级泄流:雷卯电子推荐在GND与PE之间并接陶瓷气体放电管,为浪涌电流提供高效泄放路径;  二级精准钳位:雷卯电子采用电压精度±5%、响应时间<1ns 的 TVS 器件(如 SM8S58CA),将 8/20μs 浪涌峰值钳位至≤93.6V(典型值),保护后端 MCU 与传感器。支持 400W(室内小功率)~15kW(室外大功率)多功率等级选型;  后级精细防护:  串接低内阻PMOS(如 LM5D50P10,RDS (ON)<28mΩ)进行极性防反接,功率损耗较传统二极管降低 60%,适配 20A 以上大功率系统;  靠近芯片端并联低正向压降(VF)肖特基二极管,抑制负压浪涌;  电池端专用保护:采用4.5V TVS(SMAJ4.5A),漏电流 < 1μA,避免锂电池自放电。  电源接口DC 3.3V/5V  根据电源所处环境,雷卯电子建议选择合适保护电流的ESD/TVS器件,满足IEC61000-4-2,等级4,接触放电8KV,空气放电15KV。如需满足IEC61000-4-5浪涌高等级测试需选用大功率SMC器件,参见文末推荐表格。  2. 电网接口交流侧并网防护(220V/380V AC)  差模/共模浪涌抑制:  雷卯电子采用MOV(14D471K/20D471K/25D471K)与 GDT(2R600-8L)组合方案,满足 IEC 61000-4-5 的 4kV(室内)~8kV(室外)测试等级;  MOV 标称电压 470V 匹配交流电网线电压,GDT 冲击电流 10kA 实现大能量泄放。  3. 控制系统精细化防护  CAN 总线防护  雷卯电子选用半导体放电管(TSS,型号 P0300SD),残压≤25V,反应时间 ns 级  兼具浪涌与静电防护能力,保证信号完整性:  满足IEC 61000-4-2 静电等级 4(接触放电 8kV,空气放电 15kV);  满足IEC 61000-4-5 浪涌 10/700μs(8kV)。  4. 通信接口强化方案  千兆网接口(室外场景)  二级防护方案:  前级GDT(3R090-5S)泄放大电流,后级 ESD 器件(GBLC03C,0.6PF 低容抗)抑制高频噪声;  满足IEC 61000-4-2(接触 / 空气放电 ±30kV)、IEC 61000-4-5(6kV 浪涌),高温环境下传输不丢包。  RS485 总线  采用低残压TSS(P0080SC),容抗 100PF 适配高速信号:  静电防护等级:接触放电15kV,空气放电 8kV;  浪涌防护:10/700μs 波形下承受 6kV 冲击。  四、结语  上海雷卯电子(Leiditech)配套 EMC 实验室可提供浪涌测试报告与定制化摸底测试服务。针对储能变流器复杂的电磁环境,雷卯可根据客户需求提供 “风险评估-方案设计-器件选型-测试验证” 全流程技术支持,助力提升储能系统可靠性与安全性。  上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌,供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-17 11:35 reading:308
上海雷卯电子赋能储能安全:构建全链路防护体系
  雷卯赋能储能安全 —— 防静电浪涌保护专家  在新能源产业爆发的今天,储能系统的安全性成为行业核心命题。作为储能系统的“心脏”,电池管理系统(BMS)面临着浪涌冲击、静电干扰、通信稳定性等多重挑战。雷卯作为专业的防护方案和元器件供应商,以专业技术为BMS构建三重安全屏障:  - 电源防护:采用大功率TVS二极管,实现毫秒级响应浪涌冲击,确保BMS供电稳定,即便在电网波动或雷击场景下也能保障系统运行连续性。  - 信号防护:ESD静电保护器件为CAN、RS485等信号总线提供抗静电能力,满足接触放电±15kV、空气放电±25kV的严苛标准,保障通信信号零失真传输。  - 全链路EMC解决方案:雷卯提供覆盖电源、信号、接口的全场景防护,助力客户通过ISO 10605等国际认证,实现安全与能效的双重突破。  雷卯拥有行业领先的EMC电磁兼容设计整改专家团队。能够提供EMC培训,EMC整改,EMC免费测试,EMC器件选型供应。  雷卯成功经验,帮客户整改通过《GB/T37408-2019 光伏发电并网逆变器技术规范》。  场景化解决方案:精准适配多元储能需求  雷卯针对不同应用场景的差异化需求,定制化开发防护方案,推动储能技术落地:  - 新能源汽车领域:通过ISO 10605标准认证,防护方案可承受极端静电环境,适配车载BMS高频通信与高可靠性要求,为动力电池安全保驾护航。  - 工商业储能场景:采用低漏流设计(如SM8S系列),将待机功耗降至微安级,匹配长时间储能的低自放电需求,尤其适合光伏储能、数据中心备用电源等场景。  储能行业法规图谱:中欧标准对照与合规指南  储能产品全球化布局需跨越复杂的法规门槛。雷卯整理了核心产品的中欧法规对照,助企业快速把握合规要点:  合规要点解析:  - EMC测试:欧盟EN 55032/55035对应中国GB/T 9254.1(EMI)与GB/T 17626系列(EMS),需重点关注电磁辐射与抗干扰能力。  - 并网要求:欧盟EN 50438与中国GB/T 19939(光伏)、GB/T 36547(储能)直接对接,涉及电能质量、保护功能等技术细节。  电池技术全景透视:成本、性能与应用场景大比拼  储能技术路线的选择需综合考量成本、寿命、安全性等多维度指标。以下为主流电池类型对比:  技术趋势洞察:  - 磷酸铁锂凭借低成本、长寿命优势,仍是当前储能市场的主力选择;  - 固态电池虽成本高昂,但500Wh/kg+的能量密度与超长寿命,预示着其将成为下一代储能技术的颠覆者;  - 钠电池在-40℃低温环境下的优异表现,为北方地区储能应用提供了新可能。  结语:从防护到赋能,雷卯助力储能安全  在“双碳”目标驱动下,储能产业正从“技术验证”迈向“规模化应用”。雷卯以全链路EMC解决方案为支点,不仅为BMS提供从器件到系统的防护能力,更通过深度解读法规标准、前瞻布局技术路线,助力客户在安全合规的基础上实现技术创新。未来,随着固态电池、钠离子电池等新技术的成熟,雷卯将持续迭代防护方案,与行业共探储能安全与能效的终极答案。  Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌,供应ESD,TVS,TSS,GDT,MOV,MOSFET,Zener,电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-06 11:37 reading:273
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