서지 보호를 위한 가스 방전 튜브 선택

이 글을 데스크탑 컴퓨터로 읽고 계시다면, 아마도 서지 보호기에 연결되어 있을 것입니다(또는 적어도 그래야 합니다). 북미와 유럽의 대부분 지역에서 심각한 전력 서지 사건은 드물 수 있지만, 여전히 민감한 전자 장비를 손상시킬 수 있는 충분히 심각한 과전압 서지를 발생시킬 수 있습니다.

서지, 전기적 빠른 전이(EFT), 정전기 방전(ESD) 보호 방법은 다양한 표준에서 구별되며 모두 다른 수준의 과전압 보호를 요구합니다. 귀하의 제품을 관리하는 표준은 필요한 과전압 억제 수준을 명시할 것이며, 과전압 억제 장치를 선택할 때 필요한 과전압 억제를 비용, 발자국, 그리고 응답 시간과 균형을 맞추려고 노력해야 합니다.

가스 방전 튜브란 무엇인가?

TVS 다이오드나 사이리스터에 익숙하다면, 가스 방전 튜브의 목적을 이미 알고 있을 것입니다. 매우 간단하게, 가스 방전 튜브는 보호하려는 회로의 동작을 방해하지 않으면서 TVS 보호를 제공하도록 설계되었습니다. 다양한 장치는 DC 또는 AC 시스템에서 각각 이상적인 용도를 가지고 있습니다. 또한, 보호해야 할 TVS 소스(즉, 번개, 스위칭 서지, ESD 또는 전력선 서지)에 따라 응용 프로그램에 적합한 용량을 결정해야 합니다.

가스 방전 튜브와 다른 TVS 구성 요소 비교

DC 시스템에서 TVS 보호를 구현하는 가장 쉬운 방법은 우회 커패시터와 연속 인덕터를 사용하는 것이라고 할 수 있습니다(즉, 고주파 신호는 접지로 우회되고 부하에서 차단됩니다). 이는 전력 버스에서 작은 서지에 대한 보호가 필요한 상대적으로 낮은 전압 DC 시스템에서는 괜찮을 수 있습니다. 간단한 크로우바 회로도 이러한 시스템에서 매우 낮은 누설 전류와 매우 작은 발자국으로 보호를 제공할 수 있습니다.

매우 높은 전압(수십 V 이상)에 대한 보호가 필요할 때 PCB 수준에서 션트 커패시터나 RC 회로는 빠르게 부적합해집니다. 이는 매우 큰 내압을 가진 커패시터가 필요하기 때문입니다. 내압은 용량과 비례하여 증가하는 경향이 있으므로, 응답 시간(등가 RC 시간 상수에 해당)이 과전압으로 인해 시스템에서 큰 전류가 발생하기 전에 과도한 전압 서지를 억제하기에는 너무 커질 수 있음을 빠르게 알 수 있습니다. 이것이 방전 커패시터에 의존하지 않는 다른 방법이 더 나은 선택이 되는 곳입니다.

가스 방전 튜브, 사이리스터, 그리고 사이리스터 네트워크는 매우 큰 서지 전류를 감쇠하는 데 더 적합합니다. 이러한 장치는 매우 낮은 임피던스 경로를 통해 큰 과도 전류를 접지로 통과시킬 수 있는 어떤 유형의 스위칭을 요구합니다. 이는 본질적으로 과전압에 의해 생성된 전류가 시스템으로 통과하는 것을 우회시킵니다. 사이리스터는 전력 분배 시스템에서 적층된 단위로 찾을 수 있거나, 소위 크로우바 회로에서 사용될 수 있습니다.

가스 방전 튜브는 이름에서 알 수 있듯이 구성되어 작동합니다. 이 장치는 절연 가스 혼합물로 채워진 작은 튜브입니다. 튜브에 전압이 가해지고 가스의 이온화 임계값을 초과하면 가스는 플라즈마를 형성하고 매우 전도성이 높아져 과도 전류가 지면으로 흐를 수 있게 됩니다. 이는 가스 방전 튜브를 통해 과전압을 소산시켜 시스템에서 볼 수 있는 과전압을 최소화합니다. 가스 방전 튜브는 절연되어 있어 켜지지 않았을 때 누설 전류가 없지만, TVS 다이오드와 사이리스터는 일부 누설 전류가 있습니다.

이 네온 방전 튜브는 과도 전압 억제에 사용되는 것과 같은 방식으로 작동합니다

가스 방전 튜브 옵션

가스 방전 튜브는 매우 낮은 커패시턴스 덕분에 빠른 응답 시간을 제공하기 때문에 다양한 시스템의 DC 전원 라인에서 찾을 수 있습니다. 또한, 다른 서지 보호 구성 요소보다 훨씬 적은 누설 전류를 가지고 있기 때문에 AC 전원 라인에서도 사용할 수 있습니다. 가스 방전 튜브의 매우 낮은 커패시턴스는 통신 장비와 같은 고주파 라인에서 사용될 수 있게 합니다.

Littelfuse SL1021A090R

Littelfuse SL1021A090R은 초저 커패시턴스(1.5 pF 미만)를 가진 3극 가스 방전 튜브입니다. 이 구성 요소는 통신 시스템 및 두 신호 라인의 동시 크라우바 작동이 필요한 시스템에서 서지 보호에 이상적입니다. 이는 90V 분해 전압에서 10kA 서지 보호를 제공하는 과도 현상에 대해 매우 빠른 응답(1 마이크로초 미만)을 제공합니다. 그들의 구조는 광대역(예: 라디오-오버-코퍼) 응용 프로그램에 최적화되어 있습니다:

이 시리즈는 고주파에서 낮은 삽입 손실을 제공하는 최적화된 내부 기하학을 제공하여 광대역 및 기타 고속 전송 장비의 보호에 이상적입니다. [SL1021A090R 데이터시트에서]

Littelfuse SL1021A090R 3극 가스 방전 튜브, SL1021A090R 데이터시트에서

EPCOS B88069X8920B252

EPCOS B88069X8920B252 3극 가스 방전 튜브는 이전 제품과 유사한 보호 수준을 제공하지만 조금 더 튼튼합니다. 이 제품의 커패시턴스는 0.8 pF 미만이며, 더 높은 과도 응답(최대 25 kA)을 제공합니다. 통신 환경의 일부로서, 이 가스 방전 튜브는 기지국의 중요 장비 보호 및 라인 보호에 가장 적합합니다.

EPCOS B88069X8920B252 가스 방전 튜브

Bourns 2087-150-SM-RPLF

Bourns 2087-150-SM-RPLF 2극 가스 방전 튜브는 이전의 두 제품보다는 견고하지 않지만, 낮은 정전 용량(0.5 pF 미만)이 다소 빠른 응답 시간을 제공합니다. 낮은 충격 방전 전류에도 불구하고, 모델 번호에 따라 1.3에서 2.8 kV까지의 더 높은 과전압을 경험할 위험이 있는 통신 시스템, 산업 및 소비자 전자 제품 응용 분야에 여전히 이상적입니다. 또한 위에 제시된 제품들보다 가격이 저렴합니다.

Bourns 2087-150-SM-RPLF 가스 방전 튜브, Digikey에서

통신, 항공우주 및 기타 중요 산업은 앞으로도 성장할 것으로 예상되며, 이러한 시스템 중 많은 것이 일정 수준의 서지 보호를 필요로 할 것입니다. 항공기, 통신 시스템 또는 군사용 시스템 개발에 사용되는 시스템이든, Octopart에서 필요한 구성 요소를 찾을 수 있습니다.

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