近来看到到处都充满着推荐的信号接口防雷保护电路,看得人心惊肉跳. 七拼八凑的器件,连基本的防雷设计电路知识都不懂竟然也能忽悠.为了和谐的大环境,我还是讨论技术,不做其它言论.

信号口的防护电路设计应该按照防雷分区的原则.分级进行防护设计.因为可以将信号接口按照传输电缆的长度分为长距离暴露环境,短距离暴露环境和室内环境进行分类.

长距离的暴露环境一般是用户电缆,传输距离在1000米以上,信号接口包括模拟用户口,数字用户口,ADSL,VDSL,G.SDHL等.

短距离暴露环境的电缆通常在室内走线,特殊情况下也有可能室外走线,传输距离500米以内,信号接口包括E1/T1 ,以太网,RS422,RS485等.


室内环境的电缆一般距离比较短,在50米以内,电缆不会拉到户外,信号接口包括RS232,V.35口,E3/T3等.


我们先讨论长距离暴露环境,许多较长信号线处于抑止共模干扰的目的,常采用平衡线路的模式进行信号传输.由于这种传输距离远(1000米),常常在户外架空走线,很容易感应到雷击引起的过电压,过电流以及临近电力线感应,电力线碰触的影响,因此这种平衡信号线保护电路需要特殊考虑.

这些接口应遵循的标准有:......

任何保护元件在正常工作期间必须作为高阻抗电路出现在受保护的输入端。它所施加的电容负载必须尽可能的小,使得对正常的输入信号几乎没有影响。然而,在过压的瞬间,同一器件必须成为能量的主要通路,把能量从被保护器件的输入端转移出去。此外,保护器件的安全（standing-off)电压必须高于受保护端所允许的最大信号电压。同样,其箝位电压必须低到足以防止所保护的器件遭受损坏,这是由于在瞬态发生期间,输入端上的电压将是保护器件的箝位电压。

很多时候看到论坛上大家发布了不少 ESD静电保护器  ESD静电阻抗器  ESD静电释放器  贴片压敏电阻 等等. 把每种器件吹得很神乎其神,什么结电容0.15pF.我觉得发这些没技术含量的贴只能误到大家.我们关注的保护器件看重几个关键参数:

A.快速响应时间

B.低箝位电压

C.高电流浪涌承受能力

我们不能简单的看那些垃圾贴子吹嘘的性能多么多么优异,而是要实际对比和做IEC61000-4-2的测试来验证效果.

目前行业惯例是根据8us上升时间和20us持续时间的脉冲公布箝位电压的。而真正的ESD脉冲应该是1ns上升时间和60ns的持续时间。

更多信息或技术支......

主要技术参数及使用选择：

一、常用技术参数
             1、直流放电电压
                  在上升陡度低于100V/s的电压作用下，放电管开始放电的平均电压值称为其直流放电电压。由于放电的分散性，所以，直流放电电压是一个数值范围。

              2、冲击放电电压
                    在具有规定上升陡度的暂态电压脉冲作用下，放电管开始放电的电......

    1）反应时间指从外加电压超过击穿电压到产生击穿现象的时间，气体放电管反应时间一般在μs数量极。

    2）功率容量指气体放电管所能承受及散发的最大能量，其定义为在固定的8×20μs电流波形下，所能承受及散发的电流。

    3）电容量指在特定的1MHz频率下测得的气体放电管两极间电容量。气体放电管电容量很小，一般为≤1pF。

    4）直流击穿电压当外施电压以500V/s的速率上升，放电管产生火花时的电压为击穿电压。气体放电管具有多种不同规格的直流击穿电压，其值取决于气体的种类和电极间的距离等因素。

    5）温度范围其工作温度范围一般在－55℃～＋125℃之间。

    6）电流—电压特性曲线以深圳浪拓公司B3D230L气体放电管为例，如图2所示。

    7）绝缘电阻是指在外施50或100V直流电压时测量的气体放电管电阻,一般>1000MΩ。

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气体放电管的应用示例

    1）电话机/传真机等各类通讯设备防雷应用

    如图3所示。特点为低电流量，高持续电源，无漏电流，高可靠性。

2）气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路

    图4是气体放电管和压敏电阻组合构成的浪涌抑制电路。由于压敏电阻有一致命缺点：具有不稳定的漏电流，性能较差的压敏电阻使用一段时间后，因漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。例如压敏电阻的反应时间为25ns，气体放电管的反应时间为100ns，则图4的R₂,G,R₃的反应时间为150ns，为改善反应时间加入R₁压敏电阻,这样可使反应时间为25ns。

          &......

了解USB元件的ESD防护本质，有助于明确针对USB应用的半导体器件所必需的特性：

1. 低电容(<5pf)，以减少高速速率下(480Mbps, USB 2.0)的信号衰减。

2. 快速工作响应时间(纳秒)，可以在ESD脉冲的快速上升时间内保护USB元件。

3. 低漏电电流，以减少正常工作下的功率能耗。

4. 稳固耐用，在反复性的ESD情况下仍然完好无损。

5. 集成度高，封装面积小。

气体放电管是一由电压导通的开关型器件，使用中并联在被保护设备的线与线或线与地端之间(如下图所示)。当外来浪涌电压未达其动作电压时，放电管呈高阻（绝缘电阻达1000MΩ以上）状态，而一旦浪涌电压达到其动作电压时，放电管内部放电间隙立即发生电击穿现象，此时放电管相当于一良导体，浪涌电压在50ns时间内即被迅速短路至接近零电压，浪涌电流被迅速导入地，从而对设备起到保护作用。当浪涌电压消失时，放电管则立即熄灭并恢复为高阻状态，静待下一次的动作。

一、 保护原理

在正常情况下,放电管因其特有的高阻抗（≥1000MΩ）及低电容（≤10pF）特性,在它作为保护元件接入线路中时,对线路的正常工作几乎没有任何不利的影响.当有害的瞬时过电压窜入时,放电管首先被击穿放电,其阻抗迅速下降,几乎呈短路状态,此时,放电管将有害的电流通过地线泄给大地,同时将电压限制在放电管的弧光上（约20V左右）,消除了有害的瞬时过电压和过电流,从而保护了线路及元件.当过电压消失后,放电管又迅速恢复到高阻抗状态,线路继续正常工作.二、 应用领域（一）、作为保护器件
 若您的线路,设备或元件不能耐受高于正常工作电压的瞬时过电压的冲击......

数字光端机接口防雷保护的应用

电子设备招引感应雷击的通道主要有3条：

1、 1.天线、馈线引入；2、电源线路引入；3、信号线路引入。

对于电子设备来说，引入感应雷的通道主要有6条：

1、建筑物中一切电子设备的天线、馈线、电源线、信号线、接地线都是建筑物的进雷通道；

2、出入建筑物中各种电源线路及建筑物内部“长”距离信号线路；

3、具有公共接地的建筑物中的一切金属管道，在直接雷电流流经其上时，其周围产生的磁场涡流在金属表面感应出来的雷电冲击波；

4、雷电放电时，在金属表面感应出来的雷电冲击波；

5、直接雷击落雷点建筑物的雷电高位冲击；

6、直接雷击落雷点建筑物的雷电反冲电流。这种电流可通过相邻建筑物的接地线路进入其电子设备，使电子设备的机壳和机芯之间产生放电现象而损坏。

防雷装置能否有效地对通讯设备起到应有的保护作用，关键因素有二个：

一是对雷击浪涌电流的承受和泄放能力。

二是反应时间。

过电压保护是限制被保护设备上雷电过电压幅值。根据IEC1312制定的雷电电磁脉冲防护标准，用对电源部分和信号部分安装电源类SPD和通讯网络类SPD（瞬态过电压保护器）进行过电压保护。SPD是保护电子设备在受雷电闪击或者......

该器件采用节省空间的SOT-23 6L表面安装形式的封装，所占的板空间仅为1.5mm2。工作电压为5V，ESD保护电压为15KV。SRV05-4将8个额定浪涌的低电容控制元件和一个单芯片雪崩TVS RailClamp集成到单一封装中。

该器件可用于监视器和平板显示器、视频图像卡、蜂窝电话SIM端口、10/100/1,000以太网端口、USB 2.0电源和IEEE 1394数据线、笔记本、手提设备和PDA、高速数据线路和数字视频接口中。

该阵列可为IEC 61000-4-4设备提供电气快速瞬态保护，为IEC 61000-4-5设备提供抗雷击保护，为第四级IEC 61000-4-2设备提供ESD保护。额定峰值脉冲功率为350W，峰值脉冲电流为16A。工作温度范围为-55°C到125°C。

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