배전망의 서지 전류 보호를 위해 일반적으로 사용되는 다이오드는 무엇입니까?

一, TVS 다이오드: 밀리초 수준 응답의 정밀 보호 코어
1. 장치 특성 및 작동 원리
TVS(과도 전압 억제기) 다이오드는 눈사태 항복 효과를 기반으로 설계되었으며 핵심 장점은 나노초 응답 속도(1 × 10 ⁻1 ² 초 이하)와 정밀한 클램핑 전압 제어에 있습니다. 과도 전압이 항복 전압(VBR)을 초과하면 장치는 높은 저항 상태에서 낮은 저항 상태로 빠르게 전환하고 큰 전류를 전환하여 전압을 안전한 범위(VC 값) 내로 고정합니다. 일반적인 클램핑 계수(VC/VBR)는 1.2-1.4입니다. 예를 들어, P0640SC 시리즈 TVS 튜브는 수천 암페어의 피크 전류와 수백 볼트의 낮은 클램프 전압을 견딜 수 있어 600V/800V 고전압 배전 네트워크의 보호에 적합합니다.

2. 선택을 위한 주요 매개변수
역방향 차단 전압(VRMM): 회로의 정상 작동 전압보다 1.1~1.2배 높아야 합니다. 예를 들어, 120V 시스템에서는 VRMM이 132V 이상인 장치를 사용해야 합니다.
피크 펄스 전력(PPP): 8/20μs 파형에서 PPP Greater than E(서지 에너지)/VC와 같은 서지 에너지를 기준으로 계산됩니다.
접합 정전 용량(CJ): 신호 감쇠를 방지하려면 고주파 신호 라인에 대해 낮은 정전 용량 장치(예: 0.1-10pF)를 선택해야 합니다. 예를 들어 USB 3.0 인터페이스에는 CJ가 0.3pF 이하인 TVS 튜브를 사용해야 합니다.
3. 일반적인 애플리케이션 시나리오
데이터 센터 전원 입구: SMBJ 시리즈 TVS 튜브는 3단계 보호를 구성하는 데 사용됩니다.- 첫 번째 수준에서는{2}} 고전력 장치(예: 1500W)를 사용하여 큰 에너지 서지를 흡수하고, 세 번째 수준에서는 낮은 정전용량 장치(예: 500W)를 사용하여 민감한 칩을 보호합니다.
태양광 인버터 DC 측: 병렬 TVS 튜브는 DC 1000V 시스템에 연결되어 구름 덮음 또는 어레이 전환으로 인한 일시적인 과전압을 억제합니다.
2, 반도체 방전관(TSS): 고전류 용량을 위한 백본 보호
1. 장치 특성 및 작동 원리
TSS(Thyristor Surge Suppressors)는 사이리스터의 스위칭 특성과 다이오드의 단방향 전도성을 결합한 PNPN 4층 구조를 채택합니다. 핵심 장점은 매우 높은 서지 내성(최대 수십 킬로암페어)과 낮은 잔류 전압 특성(일반적인 VC 값이 VBR의 2배 이하)에 있습니다. 예를 들어, P0640SC 시리즈 TSS는 8/20μs 파형에서 20kA 서지 및 800V 미만의 잔류 전압을 견딜 수 있어 고전압 배전 네트워크 백본 라인 보호에 적합합니다.{8}

2. 선택을 위한 주요 매개변수
항복 전압(VBO): 10kV 시스템에 대해 VBO{0}}kV가 있는 장치를 선택하는 것과 같이 시스템의 공칭 전압과 일치해야 합니다.
전류 전달 용량(Ipp): 낙뢰 위험 수준을 기준으로 뇌우가 많이 발생하는 지역에서는 Ipp가 50kA 이상인 장치를 선택해야 합니다.
응답 시간: 일반적인 값은 100ns 이하이며, 등급별 보호를 달성하려면 TVS 튜브와의 조정이 필요합니다.
3. 일반적인 애플리케이션 시나리오
변전소 수신단: TSS와 MOV 직렬의 복합 보호 체계가 채택되었으며, TSS는 높은 에너지 서지를 흡수하는 첫 번째 단계로, MOV는 잔류 전압을 제한하는 두 번째 단계로 채택되었습니다.
풍력 발전소 수집 라인: 35kV 케이블 터미널에 병렬 TSS를 설치하여 케이블 작동으로 인한 과전압을 억제합니다.
3, 배리스터(MOV): 경제적이고 효율적인 범용 보호
1. 장치 특성 및 작동 원리
MOV(Metal Oxide Varistor)는 산화아연을 주재료로 사용하며, 비선형 전압전류 특성을 통해 전압 제한 기능을 구현합니다. 핵심 장점은 높은 비용 효율성과 높은 전류 용량(칩당 최대 수백 킬로암페어)에 있지만 노화 효과(장기 사용 후 성능 저하)가-있습니다. 예를 들어, 14D471K MOV는 8/20μs 파형에서 40kA 서지를 견딜 수 있으며 저전압 배전 네트워크의 종단 보호에 적합합니다.

2. 선택을 위한 주요 매개변수
전압 민감성(V1mA): 220V 시스템의 경우 V1mA가 320V 이상인 장치를 선택하는 것과 같이 회로의 최대 연속 작동 전압보다 높아야 합니다.
전류 용량: 낙뢰 위험 수준에 따라 클래스 C 보호에는 65kA(10/350μs 파형) 이상의 Iimp가 필요합니다.
누설 전류: 일반적인 값 20μA 이하, 노화 및 고장을 방지하기 위해 정기적인 테스트가 필요합니다.
3. 일반적인 애플리케이션 시나리오
주거용 배전함: MOV를 채택하여 3{0}}레벨 보호를 구축하고 첫 번째 레벨은 주 수신 라인 끝에 고에너지 장치(예: 20kA)를 설치하고 세 번째 레벨은 소켓 회로에 저전력 장치(예: 2kA)를 설치합니다.-
산업용 모터 제어 캐비닛: 모터 시동 정지로 인한 일시적인 과전압을 억제하기 위해 주파수 변환기의 입력단에 병렬 MOV가 있습니다.
4, 다단계 보호 시스템 구축 전략-
1. 등급별 보호 원칙
"거친 보호+미세한 보호"의 조합 방식 채택:

레벨 1(일반 보호): 시스템 입구에 TSS 또는 고{1}}에너지 MOV를 설치하여 대규모 에너지 서지(예: 낙뢰)를 흡수합니다.
두 번째 수준(정밀 보호): 장비 전면 끝에 TVS 튜브를 설치하여 잔류 전압을 안전한 수준(예: 칩 내전압 값 미만)으로 제한합니다.
세 번째 수준(로컬 보호): 최종 보호를 제공하려면 민감한 구성 요소 옆에 저전력 TVS 튜브를 병렬로 연결하세요.
2. 매개변수 조정의 핵심 사항
에너지 조정: 백엔드 장치의 과부하를 방지하기 위해 프런트엔드 장치가 전체 서지 에너지의 80% 이상을 -에너지를 흡수하는지 확인합니다.
전압 조정: "경사 보호"를 형성하려면 장치의 각 레벨의 VC 값을 점차적으로 줄여야 합니다. 예를 들어, 첫 번째 레벨 VC는 1500V, 두 번째 레벨 VC는 800V, 세 번째 레벨 VC는 400V입니다.
시간 조정: 장치 응답 시간의 차이(TSS ≒ 100ns, TVS ≒ 1ns)를 활용하여 빠른 응답을 달성합니다.