RJ11接口防护方案电路图及电路保护器件作用分析

电子发烧友网工程师 发表于 2018-06-30 07:45:00 收藏 已收藏
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RJ11接口防护方案电路图及电路保护器件作用分析

电子发烧友网工程师 发表于 2018-06-30 07:45:00

  如今,在功率密度增大、器件小型化、保护要求及时准确精细、防范等级提高等一系列看似矛盾的综合要求下,电路保护方案在开发上遇到了空前的挑战,业界亟需供应商能够借助新材料、新工艺,以及丰富的防护经验,对不同的用户群体的新要求做出更迅速的响应。针对RJ11接口防护方案电路图及电路保护器件的作用分析。

  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。

RJ11接口防护方案电路图及电路保护器件作用分析

  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6KV、3KA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级),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Tip和Ring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级)比GDT快,容值比TVS低(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级)比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TSS1和TSS3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TSS和TVS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,GDT1的ab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TSS或TVS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,GDT1的ac/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TSS或TVS箝位,这时残压较低,起到保护后端设备的作用。

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