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硕凯电子:RJ11接口雷击浪涌防护方案设计

    在电子产品中,RJ11接口得到比较广泛的应用。但由于现在的工作电磁环境相当恶劣,且产品经常在高压电旁等原因,使得RJ11接口经常出现过压或过流现象,因此我们的产品需要进行防雷、防浪涌、防干扰、防静电设计。

图:RJ11接口防护方案电路图

 

    本电路是RJ11的防护电路,可以起到防雷、防浪涌和防静电作用,只要电路中器件的参数选的合适,完全可以通过差模和共模6KV3KA的浪涌冲击测试。

一、各器件在电路中起到的作用如下:

    首先明白一点,对于防雷而言,线对线之间的称为差模防雷,线对大地之间的称为共模防雷。

GDT1 :陶瓷气体放电管

    GDT陶瓷气体放电管是一种开关型的过压保护器件,主要优点是通流量大,容值低等;缺点是反应速度较慢(us),残压高等。

    这里GDT1使用了三极陶瓷气体放电管,c级接了大地线PE,既可以进行差模防雷也可以共模防雷。当有差模浪涌在TipRing之间时,当其两端电压升高到大于放电电压时,产生弧光放电,气体电离放电后由高阻抗转为低阻抗,使其两端电压迅速降低;当有共模浪涌在Tip与大地之间或Ring与大地之间时,那么放电管的ac极或bc极击穿导通,实现泄放浪涌作用。

TSS1/2/3 :半导体放电管或瞬态抑制二极管。

    半导体放电管是一种开关型过压保护器件,主要优点是反应速度(ns)GDT快,容值比TVS(对信号时序影响不大),通流量比同等尺寸的TVS大等;缺点是残压比TVS高等。

    瞬态抑制二极管是一种箝位型过压保护器件,主要优点是反应速度(ps)TSS快,残压低等;缺点是容值比较大等。

    其中TSS2是起到差模防护的作用,TSS1/3起到共模防护的作用。

    注意:这里的TSS1TSS3是接工作地GND。这种接地方式对于防雷来说,保护效果更好。

PTC1/2 :自恢复保险丝

PTC自恢复保险丝是一种过流保护器件,主要是起到退耦、缓冲、延时的作用,也可以用普通大功率电阻替代。因为TSSTVS的反应时间比GDT的快。出现浪涌时,若没有PTC作退耦作用,那么TSS会先导通,起不到泄放大浪涌的作用。

二、明白了各个器件的作用后,分析整个电路就简单了,过程如下:

    差模防护:当浪涌从线间输入时,由于PTC的退耦作用,GDT1ab极会首先击穿,击穿后会使线间的压差降低;残余电压经过PTC后由反应速度较快的TSSTVS箝位,这时残压较低,起到保护后端设备的作用。

    共模防护:当浪涌从线间输入时,由于PTC的退耦作用,GDT1ac/bc极会首先击穿,击穿后会使线间大部分的浪涌泄放至大地;残余电压经过PTC后由反应速度较快的TSSTVS箝位,这时残压较低,起到保护后端设备的作用。

更多电信接口、网络接口雷击浪涌防护方案设计及选型可直接访问硕凯电子官网在线咨询我们的FAE工程师。

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socay2004
LV.2
2
2015-12-25 14:34
深圳市硕凯电子股份有限公司专业生产全系列GDT陶瓷气体放电管(Gas Tube)和瞬态抑制二极管(TVS Diode)、压敏电阻、PTC自恢复保险丝、ESD放电二极管等保护组件的高新技术企业,目前已经为市场中多个行业多个产品提供过电路保护,减少了因雷 击浪涌/过电压/过电流以及静电放电所带来的经济损失。硕凯电子还可以为有需要的客户进行防护方案的设计和整改,如有需要可与本公司销售代表联系。
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