Чому потрібно використовувати захисні діоди в системах зв'язку?

一, характеристики та захист вимог до архітектури системи зв'язку
Сучасні системи зв'язку базуються на електромагнітних хвильових механізмах передачі, що охоплюють дві основні категорії: бездротове зв'язок та провідна комунікація. Бездротові системи покладаються на атмосферні сигнали розповсюдження, в той час як провідні системи передають електричні сигнали через металопровідники. Незалежно від середовища передачі, передача сигналу повинна пройти через такі етапи, як кодування джерела, модуляція, передача каналу, демодуляція тощо, і в кінцевому рахунку інформація відновлюється пунктом призначення. Під час цього процесу будь -який вузол сигналу, який відчуває перехідні удари, може призвести до помилок даних або збоїв обладнання.
Входячи з 485 автобусів, як приклад, його відстань зв'язку може досягти 1200 метрів. Передача на великій відстані призводить до ослаблення сигналів та електромагнітної суперпозиції перешкод, що легко генерує перенапруження. Коли на шині відбуваються перенапруги, спричинені блискавкою або перехід пристрою, без захисних заходів, перенапруга безпосередньо вплине на сигнальну лінію, що спричиняє переривання зв'язку або пошкодження обладнання. Аналогічно, якщо фотоелектричний модуль перетворення в системі волоконно -оптичного зв'язку піддається шоку ОУР, його чутливі фотоелектричні пристрої можуть назавжди вийти з ладу.
2, електричні характеристики та механізм захисту захисних діодів
Діод захисту розроблений на основі принципу діода Zener, а його основні параметри включають напругу зворотного розбиття (VBR), динамічний опір (RDYN), напругу затискача (VC) тощо. У нормальних умовах праці діоди виявляють високі характеристики опору і не мають впливу на передачу сигналу; Коли тимчасова перенапруга перевищує VBR, діод швидко переходить у стан низького опору, спрямовуючи енергію перенапруги на землю.
Входячи з захисних діодів ОУР, як приклад, їх типовий час реакції менший або дорівнює 1N, і вони можуть поглинути енергію перенапруги 8/20 мкм форми хвилі. Коли електростатичний імпульс потрапляє в систему, діод розділяє струм перенапруги на землю через лавинну розщеплення або механізм розщеплення ZENE, гарантуючи, що напруга наступного ланцюга не перевищує напруги затискача. Наприклад, у системі управління подушками безпеки захисні діоди ОУР можуть затиснути статичну напругу в межах 15 В для захисту блоку управління від пошкодження.
3, Сценарії додатків захисних діодів у системах зв'язку
1. 485 Захист шини
Шина 485 широко використовується в галузі промислового контролю, а його вимоги до захисту випливають із довгих - передач відстані та характеристик доступу до мульти вузлів. Коли на шині відбувається сплеск блискавки, перехідна напруга може досягти декількох тисяч вольт. Використовуючи діоди телевізорів як захисні компоненти, їх VBR повинен бути вище, ніж робоча напруга шини (зазвичай 5 В), а RDYN повинен бути достатньо низьким (менше або дорівнює 1 Ом), щоб забезпечити ефективне відволікання струму перенапруження. Експерименти показали, що після налаштування захисних діодів шина може витримувати струми перенапруг 8/20 мкм більше або дорівнює 50А, що значно покращує здатність до -}.
2. Захист волоконно -оптичних систем зв'язку
Фотодіоди в модулях волоконно -оптичного приймача надзвичайно чутливі до ОУР, а їх напруга зриву зазвичай нижче 30 В. Паралельно діодах захисту ЄСД на приймальному кінці статична напруга може бути затиснута в безпечному діапазоні. Наприклад, у системі волоконно -оптичного зв'язку 10 Гбіт / с, використовуючи діоди ESD з ємністю менше або дорівнюють 0,5PF, може уникнути спотворення сигналу, забезпечуючи при цьому швидкість помилки передачі даних (BER) краще, ніж 10 ^ -12.
3. Захист мобільних пристроїв зв'язку
Мобільні пристрої, такі як смартфони та планшети, часто контактують з людським тілом під час щоденного використання, з ймовірністю події ESD до 30%. Розгортаючи діоди захисту ESD на ключових вузлах, таких як RF Front - End та USB -інтерфейс, швидкість відмови обладнання може бути ефективно знижена. Дані тестів показують, що після налаштування захисних діодів Імунітет обладнання ESD збільшився з ± 2 кВ до ± 8 кВ, відповідно до стандарту IEC 61000-4-2.
4, Оптимізація вибору та макета захисних діодів
1. Принцип відповідності параметрів
При виборі необхідно всебічно розглянути такі параметри, як VBR, RDYN, CT тощо, наприклад, у високих - лінійам швидкості швидкості (наприклад, HDMI 2.1), повинні бути вибрані діоди ESD з КТ менше або дорівнюють 0,3pf, щоб уникнути ослаблення сигналу; У сценарії захисту електроенергії телевізори з потужністю поглинання сплеску, що перевищують або дорівнюють 500 Вт, потрібно вибрати.
2. Стратегія оптимізації макета
У макеті PCB захисні діоди повинні бути розміщені максимально близькими до захищеного пристрою, щоб скоротити паразитарну індуктивність. Наприклад, в дизайні захисту інтерфейсу USB відстань між діодами та інтерфейсними штифтами повинна бути меншою або дорівнює 5 мм, а структура "корпусу землі площини" повинна використовуватися для зменшення впливу струму ESD на сигнальні лінії.
3. Перевірка надійності
Перевірені за такими стандартами, як IEC 61000 - 4-5 тест на перенапруження та тест IEC 61000-4-2 ESD для забезпечення ефективності схеми захисту. Наприклад, у конструкції захисту електроенергії певної базової станції зв'язку було прийнято трирівневу архітектуру захисту (газовий розряд+Varistor+TVS), який успішно пройшов випробування струму перенапруження 8/20 мкм більше або дорівнює 20KA.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd інс