碩凱方案:射頻口設(shè)計(jì)的防雷方案
2020-08-19一、應(yīng)用背景
針對(duì)全球氣候變暖,雷雨天氣增多情況,由于射頻設(shè)備都放置在室外,受到雷擊的可能性會(huì)更高。射頻口的傳輸速率一般可高達(dá)1Gbps,所以它對(duì)于結(jié)電容的要求就會(huì)比較高。碩凱電子針對(duì)這種情況,利用陶瓷氣體放電管和瞬態(tài)抑制二極管這兩種常見的電路防護(hù)器件設(shè)計(jì)了射頻口防護(hù)方案。
二、防護(hù)方案與碩凱器件
陶瓷氣體放電管(GDT)
陶瓷氣體放電管(Gas Discharge Tube)是防雷保護(hù)設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開關(guān)器件,無(wú)論是交直流電源的防雷還是各種信號(hào)電路的防雷,都可以用它來(lái)將雷電流泄放入大地。其主要特點(diǎn)是:放電電流大,極間電容小(≤3pF),絕緣電阻高(≥109Ω),擊穿電壓分散性較大(±20%),反應(yīng)速度較慢(最快為0.1~0.2 μs)。按電極數(shù)分,有二極放電管和三極放電管(相當(dāng)于兩個(gè)二極放電管串聯(lián))兩種。其外形為圓柱形,有帶引線和不帶引線兩種結(jié)構(gòu)形式(有的還帶有過(guò)熱時(shí)短路的保護(hù)卡)。
GDT【UN1812-90CSMD】直流標(biāo)稱電壓:90±20%V,沖擊電流(8/20μS):2kA,電容值<1.0pF,電阻值>1GΩ;
GDT【UN2E5-90LSMD】直流標(biāo)稱電壓:90±20%V,沖擊電流(8/20μS):5kA,電容值<1.0pF,電阻值>1GΩ;
瞬態(tài)抑制二極管(TVS)
瞬態(tài)電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor)簡(jiǎn)稱TVS管,TVS管的電氣特性是由P-N結(jié)面積、摻雜濃度及晶片阻質(zhì)決定的。其耐突波電流的能力與其P-N結(jié)面積成正比。 TVS廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及敏感器件的保護(hù),通常用于二級(jí)電源和信號(hào)電路的保護(hù),以及防靜電等。其特點(diǎn)為反應(yīng)速度快(為ps級(jí)),體積小,脈沖功率較大,鉗位電壓低等。其10/1000μs波脈沖功率從400W~30KW,脈沖峰值電流從0.52A~544A;擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值,便于各種不同電壓的電路使用。
TVS【ESD03V32D-LC】Vrwm:3.0V;Vb:4.0V;防靜電能力(接觸/空氣):8KV/15KV;結(jié)電容(f=1MHz):1.2pF;封裝為SOT-323
三、方案應(yīng)用
1.醫(yī)療器械
2.視頻監(jiān)控
3.光發(fā)射機(jī)
4.其他射頻設(shè)備
四、方案說(shuō)明與注意事項(xiàng)
1.本方案前端采用一顆GDT,并聯(lián)與信號(hào)線與地線之間,泄放大電流
2.后端的TVS結(jié)電容為1. 2pF,不影響數(shù)據(jù)傳輸;
3.封裝為SOD- 323,體積小,節(jié)約成本;殘壓低,有效保護(hù)射頻芯片
4.本方案滿足I EC61000- 4- 5、GBT17626. 5等浪涌標(biāo)準(zhǔn)
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