联合式电路保护有助于防止损坏DVB网络设备
随着广播、电信和IT业的融合,未来的电话和数字电视都将成为互联网上的应用,这样就需要采用新型的客户端设备(CPE)和网络基础设施,以适应更高数据传输速率的要求,并满足新出现的DVB-T/S/C标准以及符合当前和提议中的通讯要求。
数字视频广播(DVB)界正在与其它业界和标准组织就扩展当前的DVB技术规格展开密切合作。与此同时,网络交换和传输设备的制造商还必须满足行业安全方面的要求,如由ITU-T颁布的安全要求。ITU-T的推荐标准规定,要采用过流和过压保护,以达到电信基础设施和客户方设备能够安全可靠运行的目的。
PolySwitchTM的聚合物正温度系数(PPTC)器件和SiBarTM浪涌保护器件(TSPD)目前已经在全世界范围内广泛应用,能够帮助网络设备设计人员和制造商满足安全和性能方面的标准。
PolySwitch器件能够有助于局内的交换设备、模拟和数字式线路卡、基于IP的语音(VoIP)设备、DSL和ISDN调制解调器中以及在用户方设备中提供过电流保护 。PPTC器件的可复位功能、较小的体积和低阻值的特性使其很适合这些方面的应用。
SiBar TSPD器件的设计旨在帮助通讯网络设备制造商满足ITU-T K.20和K.21推荐标准所要求的过电压保护水平。TSPD器件在典型情况下也与其它器件联合作为次级电路保护器,这些器件包括PolySwitch PPTC器件。TSPD的主要优势在于其小巧的体积、导通状态下较低的功率耗散以及精确的“转折”电压。
图1所示为一套联合式过电流/过电压保护系统,供网络设备制造商在满足ITU-T K.20要求时使用。SiBar TSPD器件有助于保护敏感的电子设备不受快速过电压事件的影响,其中包括雷击瞬态事件。线路馈入电阻器可以在有必要调节通讯线路上的稳态电流时使用。
PolySwitch器件提供了某些异常运行条件的电流限制功能,如电力线搭碰和电力线感应现象。这种器件提供了两方面的优点:对于电压低于SiBar器件的“转折”电压的故障,这种器件有助于提供能够保护系统的可复位式的电流限制功能;对于高于SiBar器件“转折”电压的故障,这种器件有助于提供能够保护SiBar器件本身的可复位电流限制功能。此外,PPTC器件的基本电阻可以进行选择,从而限制超出SiBar器件“转折”电压的瞬态故障中的电流。
在采用联合式保护方案中的这种器件的可复位功能有助于改善最终用户的系统使用时间,减少运行和修理成本,并增强用户的整体满意度。
PPTC器件能够提高电信设备的可靠性
PolySwitch器件在设计上用于保护敏感的电信网络设备不会由于过电流故障而被损坏。在发生这种类型的故障时,PPTC器件的电阻将从其基本电阻值上升到一个更高的电阻值,从而有效地隔离这项故障。
对于200至350mA之间的电流,典型的250V PPTC器件将在线路接口发生损坏前动作。而其它解决方案,如耐雷击熔断器,不会在出现超过500mA的过电流故障前跳闸,从而导致大得多的电流流经用户的线路接口卡(SLIC)。
由于熔断器属于一次性使用的器件并且拥有较低的热聚能,电信应用中要求熔断器采用很高的电流额定值。采用尺寸过大的熔断器所产生的后果之一是,有可能在故障条件下出现很高的表面温度,导致设备受损或出现不安全的状况。在发生超过系统运行电流的故障条件下,而且这个电流没有高到足以导致熔断器及时动作的情况下,耐雷击的熔断器有可能达到不符合要求的温度值。
PPTC器件的热聚能和动作温度都允许与设备的损坏电流做出更紧密的匹配,这样就减少了在低电流故障事件下的动作时间。图2对通常所使用的电信设备熔断器的动作时间与几种设计用于电信应用的PolySwitch器件的动作时间进行了对比。在给定的故障电流下,PPTC器件的动作快于表面安装的熔断器。器件的动作时间影响到过电流保护器件的允许通过能量和表面温度,这两点均是在电路设计要予以考虑的重要因素。
PPTC器件
由于PPTC器件在体积、成本和性能方面的改善,导致其在电信、计算机、工业、消费电子产品和汽车应用方面得到了大家的广泛接受。PPTC电路保护器件用于帮助针对有害的过电流浪涌和过热故障进行保护。与传统的熔断器相似的是,PPTC器件能够限制故障状况下具有危险性的大电流通过。但是,PPTC器件能够在故障状况排除后和/或电源断开后复位。
PPTC电路保护器件采用半晶体状聚合物与导电性颗粒复合制造。在正常温度下,这些导电性颗粒在聚合物内构成了低电阻的网络结构(图3)。但是,如果温度上升到器件的切换温度(TSw)时,无论这种状况是由于部件流过很大的电流造成的,还是由于环境温度的上
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