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Bourns, Inc. 聲稱這是幾十年來(lái)金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 設(shè)備設(shè)計(jì)中最重大的突破之一。新型?IsoMOV 保護(hù)器或混合保護(hù)組件?將氣體放電管 (GDT) 功能直接集成到 MOV 本身中，以更小的封裝提供更高的浪涌額定值，同時(shí)提高了耐用性。通過(guò)集成 GDT，它還解決了由漏電流引起的 MOV 退化問(wèn)題，并延長(zhǎng)了 MOV 的使用壽命。
IsoMOV 保護(hù)器具有更低的電容、極低的泄漏和高能量處理密度。交流電壓額定值范圍為 175 V 至 555 V。提供三種型號(hào) - IsoM3、IsoM5 和 IsoM8，額定浪涌額定值分別為 3 kA、5 kA 和 8 kA。這些器件采用熟悉的徑向磁盤 MOV 封裝，直徑更小，厚度稍厚。工作溫度范圍為 -40°C 至 125°C。
IsoMOV 系列的擴(kuò)展溫度范圍和低泄漏使其非常適用于工業(yè)、電力線通信、高速信息和通信技術(shù) (ICT) 設(shè)備，以及一系列惡劣環(huán)境或遠(yuǎn)程應(yīng)用，在這些應(yīng)用中既可以進(jìn)行物理維修Bourns 說(shuō)，執(zhí)行起來(lái)具有挑戰(zhàn)性且成本高昂。
Bourns IsoMOV 保護(hù)器（來(lái)源：Bourns Inc.）
“隨著我們看到更復(fù)雜的電路和更小的組件尺寸趨于一致，電路保護(hù)必須迎頭趕上這些趨勢(shì)，因此我們需要不斷設(shè)計(jì)越來(lái)越小的設(shè)備，而不會(huì)犧牲或損害設(shè)計(jì)人員所需的保護(hù)水平，最終，最終用戶對(duì)電路保護(hù)的期望，”Bourns 電路保護(hù)營(yíng)銷總監(jiān) Lee Bourns 說(shuō)。
同時(shí)，這些設(shè)計(jì)越來(lái)越容易受到閃電和電壓浪涌造成的瞬態(tài)損害，并且隨著電路中的單個(gè)組件變得越來(lái)越小并且可能無(wú)法處理盡可能多的功率或應(yīng)對(duì)瞬態(tài)威脅，這種情況變得更加復(fù)雜他說(shuō)，以及更大尺寸的設(shè)備。
Bourns 表示，MOV 繼續(xù)被廣泛用于過(guò)壓保護(hù)，并且經(jīng)常與 GDT 一起使用以延長(zhǎng) MOV 的使用壽命?！暗鼈儾⒉豢偰軡M足緊湊的電路板空間和更小尺寸的要求?！?/p>
他補(bǔ)充說(shuō)，這些不是像其他類型的電路保護(hù)器件那樣的超小型元件，它們可以具有 0402 或 0201 甚至更小的占位面積。傳統(tǒng)的圓柱形 GDT 尺寸為 5 × 5 mm 和 8 × 6 mm，當(dāng)與 MOV 結(jié)合使用時(shí)，它們會(huì)占用大量電路板空間。
在許多情況下，設(shè)計(jì)工程師必須在性能較低、節(jié)省空間的組件或過(guò)度指定的設(shè)備之間進(jìn)行選擇，以滿足他們的保護(hù)要求。“使用 IsoMOV 保護(hù)器，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以為其應(yīng)用獲得適當(dāng)水平的浪涌保護(hù)，而無(wú)需在性能、尺寸、成本或重新設(shè)計(jì)方面做出任何妥協(xié)，”Bourns 說(shuō)。
開(kāi)始的地方
2019 年，Bourns 開(kāi)發(fā)了一種GMOV 混合保護(hù)器技術(shù)，該技術(shù)使用一個(gè)分立的 FLAT GDT 和一個(gè)分立的 MOV，它們?cè)谝粋€(gè)封裝中機(jī)械連接在一起。新的 IsoMOV 混合過(guò)壓保護(hù)組件通過(guò)將 GDT 直接嵌入兩個(gè) MOV 盤之間，將這一想法提升到了一個(gè)新的水平。
Bourns 說(shuō)，扁平技術(shù) GDT 顯著減小了 GDT 的占位面積，但還不足以解決所有不斷發(fā)展的電路設(shè)計(jì)要求。
該公司在混合保護(hù)器技術(shù)上工作了幾年。Bourns 的電路保護(hù)工程總監(jiān) Kelly Casey 說(shuō)，它實(shí)際上源于幾個(gè)公司項(xiàng)目，其中包括一個(gè)使 GDT 小型化的項(xiàng)目。但設(shè)計(jì)背后的想法實(shí)際上來(lái)自公司首席執(zhí)行官 Gordon Bourns，當(dāng)時(shí)他們正在討論陶瓷電極 GDT。
集成設(shè)計(jì)的一個(gè)主要好處是它提供了通常在較大的傳統(tǒng) MOV 設(shè)備中發(fā)現(xiàn)的性能規(guī)格。這使設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)其空間要求更好地調(diào)整浪涌保護(hù)性能，并允許他們升級(jí)其 MOV 過(guò)壓保護(hù)以包括 GDT 隔離，而無(wú)需重新設(shè)計(jì) PCB。
許多設(shè)計(jì)人員指定 MOV 的額定電壓和浪涌電流要高得多，以確保設(shè)備不會(huì)承受斷裂點(diǎn)，而其他設(shè)計(jì)人員則將 GDT 與 MOV 串聯(lián)以消除泄漏電流并延長(zhǎng) MOV 的使用壽命，Casey 說(shuō)。
“有很多工程師會(huì)過(guò)度指定這些產(chǎn)品以確保不會(huì)出現(xiàn)故障，”Casey 說(shuō)?！八麄儠?huì)購(gòu)買比實(shí)際應(yīng)用所需的更高電壓、更高額定電流的部件?！?/p>
有了 IsoMOV，設(shè)計(jì)人員就有了一些選擇。他們可以選擇更小的部件或保持相同的尺寸并獲得更堅(jiān)固的設(shè)計(jì)。例如，標(biāo)準(zhǔn)同類最佳 10-mm MOV 的額定電流為 2,000 安培 (A)，而 10-mm IsoMOV 的額定電流為 3,000 A，實(shí)際上與標(biāo)準(zhǔn) 14-mm MOV 相當(dāng)（見(jiàn)表以下）。
IsoMOV 浪涌額定值與標(biāo)準(zhǔn) MOV（來(lái)源：Bourns Inc.）
此外，憑借行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳布局，IsoMOV 保護(hù)器以引腳對(duì)引腳直接替換的形式提供了對(duì)相同尺寸標(biāo)準(zhǔn) MOV 的性能和可靠性升級(jí)。
該設(shè)計(jì)
通過(guò)將 GDT 和 MOV 組合到一個(gè)封裝中，IsoMOV 允許 GDT 阻止可能導(dǎo)致過(guò)早故障的通過(guò) MOV 的泄漏電流，從而使 MOV 本質(zhì)上更加穩(wěn)健，而無(wú)需在電路設(shè)計(jì)中添加額外的組件。
兩個(gè) MOV 磁盤之間有一個(gè)空腔，用于放置 GDT 功能而不會(huì)產(chǎn)生泄漏路徑。MOV 磁盤有一個(gè)凹面，形成空腔，空腔中的玻璃材料具有多種功能。其中包括密封 GDT 腔室中的惰性氣體，使兩個(gè) MOV 磁盤相互絕緣，讓 GDT 發(fā)揮作用，并在 GDT 電極之間提供長(zhǎng)泄漏路徑，從而延長(zhǎng) GDT 的使用壽命。
IsOMOV 混合保護(hù)器的橫截面（來(lái)源：Bourns Inc.）
此外，IsoMOV 器件改進(jìn)的浪涌能力歸功于獨(dú)特的 EdgMOV 幾何形狀。它通過(guò)消除主要故障模式來(lái)提高 MOV 性能，主要故障模式是金屬化邊緣的燒孔，導(dǎo)致 MOV 短路。EdgMOV 幾何結(jié)構(gòu)通過(guò)將電流從邊緣引開(kāi)來(lái)消除這種故障模式。它還可以更好地分配浪涌能量，從而減緩 MOV 元件因浪涌而導(dǎo)致的老化。此外，更好的能量分布增加了單位面積的浪涌容量。
那么 IsoMOV 是如何發(fā)揮作用的呢？Casey 說(shuō)，當(dāng)瞬態(tài)發(fā)生時(shí)，IsoMOV 就像傳統(tǒng)的 MOV 一樣鉗位電壓，但由于 GDT 充當(dāng)開(kāi)關(guān)，因此 MOV 不必持續(xù)承受電壓的恒定壓力。
他說(shuō)，GDT 是 IsoMOV 長(zhǎng)壽的關(guān)鍵?！霸谄湔麄€(gè)生命周期中，MOV 實(shí)際上只連接到電源線幾秒鐘。除了僅持續(xù)幾微秒或幾毫秒的閃電事件外，GDT 一直在承受該電壓?！?/p>
“MOV 的一個(gè)問(wèn)題是它們會(huì)隨著時(shí)間的推移而泄漏。他們不喜歡高溫，也不喜歡高濕度；所有這些都會(huì)驅(qū)動(dòng)泄漏電流，”Casey 說(shuō)?！爱?dāng)泄漏電流開(kāi)始增加時(shí)，設(shè)備開(kāi)始升溫，并且隨著設(shè)備升溫，泄漏更多，進(jìn)入失控狀態(tài)。GDT 與被淘汰的 MOV 串聯(lián)?！?/p>
然而，當(dāng)您同時(shí)使用這些設(shè)備時(shí)，需要付出代價(jià)，即開(kāi)啟 GDT 的時(shí)間，通常小于 300 納秒，Casey 說(shuō)，在此期間會(huì)出現(xiàn)前端電壓尖峰。他指出，分立 GDT 和 MOV 解決方案也會(huì)出現(xiàn)電壓尖峰，因此這對(duì)于同時(shí)使用 GDT 和 MOV 的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)并不是什么新鮮事?！霸诮^大多數(shù)應(yīng)用程序中，它絕對(duì)沒(méi)有影響，因?yàn)樗某掷m(xù)時(shí)間很短?！?/p>
一旦瞬態(tài)（或閃電浪涌）結(jié)束，IsoMOV 將重置回其正常待機(jī)功能?！霸谶@個(gè)設(shè)計(jì)中，MOV 隨叫隨到，但不是值班。它正在等待 GDT 在這些瞬態(tài)期間喚醒它，”Casey 說(shuō)。
IsoMOV 混合保護(hù)器的設(shè)計(jì)（Bourns Inc.）
IsoMOV 保護(hù)器系列已通過(guò) UL 1449 Type 5 認(rèn)證。IEC 目前沒(méi)有識(shí)別 IsoMOV 的標(biāo)準(zhǔn)，但 Bourns 正在與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)合作提交可以識(shí)別混合技術(shù)的更改。Casey 說(shuō)，它可能會(huì)被納入目前正在開(kāi)發(fā)的 IEC 37B 中。
IsoMOV 保護(hù)器系列現(xiàn)已上市。關(guān)于零件編號(hào)只有一個(gè)警告。IsoMOV 零件編號(hào)由浪涌額定值指定，即 IsoM3-xxx (3 kA)、IsoM5-xxx (5 kA) 和 IsoM8-xxx (8 kA)，而不是基于它們的尺寸。
“我們不希望設(shè)計(jì)師考慮購(gòu)買同等尺寸的尺寸，我們希望他們真正考慮尺寸和浪涌能力，這就是為什么我們按照我們的方式對(duì)它們進(jìn)行編號(hào)，”Casey 說(shuō)。單擊此處獲取數(shù)據(jù)表。有關(guān)混合保護(hù)設(shè)備的更多信息，請(qǐng)參閱一系列白皮書(shū)。
審核編輯 黃昊宇
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論