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如何通过基本描述找到需要的电容?

关键词: 电容, 规格, 选料

问:如何根据基本描述找到电容?

我们经常收到基于描述的电容需求,例如 CAP 0805 4.7UF 5% 25V、CAP TH 1UF 50V 10% 或 CAP CER 1PF 0402 1% 6.3V。所有这些看起来晦涩的数字意味着什么,没有电子学学位就无法找到这些元件吗?

当然可以找到。

让我们来分解一下这些指标的含义,以及如何使用它们来找到可订购的零件。

CAP 只是 “电容 ” 的常用简写,表示你正在寻找的零件类型。你可能还会看到 “RES” 表示电阻器,“IND” 表示电感器等等,但现在我们将重点关注电容。你可能还会看到像‘CER’、‘ALUM’、‘TANT’之类的词。这些表示电容的制造材料,上述所指分别表示陶瓷、铝(电解)和钽。这可以进一步帮助缩小你的搜索范围。

0805 是 SMD 电容尺寸代码的一个示例。这些尺寸代码决定了零件的物理尺寸,最常用于陶瓷电容(通常称为 MLCC 或多层陶瓷电容)或钽零件。尺寸代码必须匹配 – 你不能在不重新设计电路板的情况下用 0603 零件替换 0805 零件。常见的尺寸代码包括 0201、0402、0603、0805、1206、1210、2012、2512 等等。当你使用这些组件时,这些尺寸代码将变得自然而然,但一般来说,任何没有其他符号或单位的四位数都是尺寸代码。

TH 表示该零件是 通孔电容 。通孔电容通常是陶瓷(老式圆盘电容)或铝电解电容,也可以称为 “径向” 或 “轴向” 零件。一般来说,如果通孔电容具有高电容但低电压,它就是铝制的。如果这些数字相反,那就是陶瓷的。

1% 、 5% 和 10% ,以及任何其他带有 “%” 符号的数字,都是不同的容差。容差是电容可以偏离其列出的电容值(称为标称电容)的范围,并且仍然被制造商认为在其规格范围内。例如,一个 1000pf(一千皮法)的电容,容差为 ±10%,可以偏离 1000pf 多达 10%。这意味着该零件的实际示例可以在 900pf 到 1100pf 之间,仍然被认为在规格范围内。请注意,没有符号给出的容差值,例如 “10%”,被认为是正负其值。更精确的写法是 ±10%。某些零件,尤其是非常旧的零件,容差的正负侧会有不同的值,例如 +80/-20%。这意味着该零件可以比标称值低 20%,但高 80%。容差值越小越好 – 1% 比 5% 或 10% 更紧密,因此是质量更高的零件。在其他条件相同的情况下,你总是可以使用容差较低的零件来代替容差较高的等效零件。如果你必须使用容差较高的零件,请咨询熟悉你项目的工程师。

25V 、 50V 、 6.3V 以及任何其他带有 “V” 的数字都是额定电压。有时也称为工作电压(WV),这是电容在不损坏的情况下能够承受的最大稳态电压水平。例如,一个 50V 的零件可以承受 50V 的连续电压,并且预计可以正常工作。一些电容,特别是薄膜电容,对于交流电压(VAC)和直流电压(VDC)有不同的额定值。确保你查看的是适合你应用的正确电压!电压越高越好。一个 50V 的零件可以毫无问题地承受与 25V 零件相同的电压,并且通常使用寿命更长。在其他条件相同的情况下,你可以自由使用更高电压的零件。除非你确定你的电路具有内置的余量以避免烧毁电容,否则不要使用低电压的零件。

4.7uF 、 1uF 和 1pF 都是容值。这是电容最重要的规格,也是将其安装在电路板上的原因。电容可以根据电容的性质有很大的变化,但大多数情况下你会看到诸如 pF、nF、uF(或 μF,如果你的键盘可以产生希腊符号 “mu”),偶尔 mF,或者有时甚至对于超级电容是 F 或更高的值。这些是乘数,或者在这种情况下是除数,意思是皮法、纳法、微法、毫法(有时)或法拉。这些可以以许多不同的方式书写,并且背后有一些数学原理,但在这种情况下,你应该尽量匹配该值。一些项目可能能够使用接近的值,但如果你不知道你的项目是否是其中之一,请尽最大努力匹配该值。

关于 “MF” 值的说明 – 这是在电容采购中不幸常见的 “陷阱”!在大型电机电容和其他电力电子设备的情况下,“MF” 通常表示微法,而不是人们可能期望的毫法。在电力电子领域,不幸的是,缩写通常只是 MicroFarad。这不是行业其他部分的工作方式。在搜索电机启动、电机运行或其他大电感负载电容时请记住这一点。

有了这些知识,你应该能够在 DigiKey 的网站上根据需要找到基本的电容。一如既往,如果你遇到问题,请随时联系 DigiKey 寻求帮助。

在商业电容制造的前 100 多年里,“MF”、“mF” 和 “uF” 被用于微法电容有两个原因。

首先,在激光打印和台式计算机兴起之前,没有经济的方法在纸上打印小写希腊字母 mu,更不用说在元件上了,许多人认为 “u” 作为微的缩写没有意义。

另一个原因是没有毫法电容可用,并且在最初的大约五十年里,几乎没有人认为这么大的值甚至有可能经济地制造出来。所以大多数人认为使用 “M” 有什么危害呢。

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用Arduino代码库做LED灯带控制 太强了!

作者:Becky Stern

关键词:电路设计, 开发工具, 编程, LED


Arduino社区最强大的点之一在于它的代码库 —— 这些专门的编程包能够让您用简单的指令控制复杂的计算工具。Arduino会识别这些附加模块,让您可以在您的程序中使用这些指令。以下视频将带来走进Arduino代码库。赶快点开来看,实现您的创意吧!

Arduino Code Libraries with Becky Stern

Arduino的代码库涵盖各种复杂任务,比如控制大量led、读取传感器、生成声音、处理数据、写入显示器等等。有些库是 Arduino 软件内置的,例如允许您控制伺服电机的库。任何人都可以发布其代码库,而Arduino软件也自带了成千上万个可供安装的代码库。

在开始时,我建议首先使用的开发板是 Arduino Uno (1050-1024-ND) 或兼容产品,例如 Adafruit Metro (1528-1214-ND)、Sparkfun Redboard (1568-1977-ND) 或 Seeeduino (102010026-ND)。

要构建本视频中的电路,您需要:

Arduino Code Libraries with Becky Stern

让我们从智能可寻址 led 开始,这是一系列可控制的 led 灯,通常称为 NeoPixels,这是 Adafruit 的品牌名称。每个像素包含一个 WS2812 芯片,该芯片与 Arduino 主板和灯带中的其他像素进行通信,以确定是否点亮以及点亮什么颜色——没有控制器,它是无法亮起的。为了控制这条灯带,我们需要一些额外的Arduino函数,您可以通过安装代码库来获取它们。

Arduino Code Libraries with Becky Stern

安装库的步骤是,打开库管理器,点击“Sketch”(菜单) > “Include Library”(包含库)>“ Manage Libraries” (管理库) 。

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然后搜索 “NeoPixel” ,找到 “Adafruit NeoPixel” 库并点击安装。现在,您已准备好在 Arduino 项目中使用 NeoPixel 库!您可以在需要时使用库管理器安装新的库。

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NeoPixel 灯带中的每个像素都包含一个非常小的 RGB led,理论上可以形成任何颜色的光。但是,生成纯白色对于RGB led来说有难度,产生的光的色调不准或混合质量不佳等问题常常令用户失望。

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因此,还有一种RGBW类型的led,在其封装内部还包括一个白色led,编写这些像素的代码将包括四个亮度值来描述像素的颜色: 红色、绿色、蓝色和白色。

这类似于本系列前面一集中的analogWrite()函数示例,您需要提供0到255之间的数字来表示每个led的亮度。NeoPixel库中的函数以像素编号和这些颜色值作为参数,然后将它们转换为要发送给像素的命令。

Arduino Code Libraries with Becky Stern

要组装电路,请将导线焊接到了像素的电源、地线和输入引脚上,然后将Arduino板断电,现在是时候连接电路了。

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将红色导线连接到5伏电源,黑色导线接地。白色数据线需要连接到 Arduino 引脚 6,因为这是所包含的代码示例使用的引脚。

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请确保您将数据线连接到灯带的输入端,因为如果连接到输出端,它将无法工作。电源和地线可以连接到灯带的任何位置。

Arduino Code Libraries with Becky Stern

您可以在 “File”(文件) > “Examples”(示例)滚动到底部来找到代码示例,在那里您可以根据库的名称查看子菜单。然后,打开名为 “strandtest” 的示例。

Arduino Code Libraries with Becky Stern

第一部分创建了NeoPixel灯带的实例,并设置了程序的可配置部分,比如连接到NeoPixel灯带的引脚,像素数量以及全局亮度级别。

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#define语句类似于变量声明,但用于在程序运行时不会更改的信息,比如引脚号或led数量。它们占用的内存比常规变量声明要少。

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strip.show()可以用来使像素灯带产生变化,设置像素颜色和显示最新更改被分成两个单独的命令。

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The main loop just calls other functions. The first is colorWipe(), which takes two arguments: a ‎color, and a speed value in milliseconds.

主循环只是调用一些外部函数,第一个是 colorWipe(),它接受两个参数:一个颜色值和一个以毫秒为单位的速度值。

Arduino Code Libraries with Becky Stern

要了解 colorWipe() 的作用,请在主循环下方寻找定义该函数的位置。函数定义以指定函数将返回或发送回主程序的数据类型开始。这次,该函数不返回任何内容,它只是控制像素,因此,在函数定义的开头使用了 ‘void’。接下来是函数的名称,在本示例中为“colorWipe”。当您定义自己的函数时,您可以随意命名。

在函数名称后的括号中,是该函数接受的参数。在本示例中,有一个名为“color”的 32 位无符号整数和一个名为“wait”的 8 位无符号整数。在函数内部,这些局部变量用于引用您从主循环或另一个函数传递给它的信息。

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该函数本身使用 for 循环和 NeoPixel 库函数 strip.numPixels(); 逐个处理灯带中的所有像素,让每个像素发出有颜色的光,然后再继续下一个。strandtest 程序中的其他函数以相同的方式工作,并通过计算实现一些特别的灯光效果。

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您可以轻松修改 colorWipe() 函数以编写自己独特的动态效果。复制并粘贴整个函数定义,更改函数名称,然后就可以尝试代码了。务必从主循环内部调用新函数。如果您找到喜欢的效果,则可以停止编辑该函数并创建一个新的函数。函数对于分离出您想要重复访问的代码块很方便,并且可以使您的代码更易于阅读。

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当您熟悉了安装库和通过包含的示例和库的文档,查找如何使用它们内置的函数,Arduino 世界就由您掌控。除了我们在前几集中介绍的基本输入和输出之外,库还让您可以轻松地与使用 i2c 或 SPI 等数据协议进行通信的设备进行通信。这些设备使用更少的导线来发送和接收复杂信息。

如果您对刚了解的所有新知识感到有些不知所措,请查看我的指南,了解如何将您的 Arduino 项目从想法转化为代码。基本上,您可以使用库示例代码让每个单独的输入和输出都正常工作,然后可以提取其他示例代码中的片段逐步构建一个新的程序。

Arduino Code Libraries with Becky Stern

在您学习使用 Arduino 的这个阶段,还有一件很有用的事情就是如何安装额外的电路板。就像 Sketch 菜单下的库管理器一样,工具菜单下也有一个开发板管理器。但与库不同的是,开发板管理器需要知道在哪里查找新的开发板信息。

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例如,如果您想安装ESP开发板,您需要先将该ESP开发板的URL粘贴到Arduino首选项的这个字段中。然后打开开发板管理器,您将在列表中看到它们。您可以通过在这个字段中用逗号分隔来添加多个开发板管理器的URL。有时兼容的开发板还需要安装驱动程序,因此,请务必在准备使用新开发板时仔细阅读文档。

无论您是新手还是经验丰富的工程师,Arduino都为您提供丰富的资源和灵感。希望能通过这些代码库,可以让您轻松实现创意,开启无限的可能性。让我们继续一起探索Arduino的世界,创造出令人惊叹的项目吧!

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我要到技术论坛一起讨论

关于本系列视频

电子设计博大精深,对于初学者来说,有一定的难度。本系列视频旨在介绍一些入门级的技术和技巧,包括电路设计基础知识、简单程序设计等,让初学者从基础开始,再一步步向更进阶出发,在电子设计的世界里,发掘更多乐趣,同时也可以让电子设计爱好者温故知新。

关于Becky Stern

A person smiling at camera

Description automatically generated

Becky Stern是一名创客,拥有多年设计电子项目的经验,创作和分享是她两大爱好。在独立创业之前,她曾担任 Instructables (Autodesk) 的产品经理、Adafruit 的可穿戴电子产品总监等。她的作品曾被 BBC、CNN、Business Insider、Forbes 和 Science Friday 等知名媒体报导过。她创建了数百个关于技术和手工制作的线上DIY教程和视频,旨在分享她的知识,帮助同是电子设计爱好者的同路人学习,以及相互交流。

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小编的话:

这个视频演示再次说明了,Arduino代码库通过提供丰富的功能库、简化设备通信、提升开发效率、增强程序的可读性和可维护性等方面,为项目开发带来了显著的价值。它使得开发者能够更快速地实现创意,更高效地开发复杂的电子项目。您是否有用过Arduino代码库来进行项目开发?您对Arduino代码库的运用有哪些问题或经验?欢迎留言,分享交流!

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标称银色的Phoenix Contact DIN 导轨看起来却发黄 这正常吗?

关键词: 连接器, 质量

问:Phoenix Contact DIN 导轨的镀层颜色问题

有时,客户向我们反映 Phoenix Contact DIN 导轨 0801681 的镀层颜色问题。数据表指定的是银色镀层,但客户收到的产品看起来呈淡黄色。如果您遇到这种情况,以下是制造商的一些说明。

这种黄色是 Phoenix Contact 使用钝化处理的结果,有助于防止腐蚀并延长产品的使用寿命。

这种黄色镀锌的特性是完全正常的,并不会影响 DIN 导轨的性能或质量。请放心,该产品符合所有关于耐久性和功能性的必要标准。

0801681
DIN导轨(顶帽式导轨)0801681


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装 led 灯 选恒流还是恒压 led 驱动器有讲究!

关键词: led, 工作原理, 选料

问:恒流或恒压 led 驱动器:哪种更适合你?

如果你已经决定安装 led 照明,你可能注意到有多种方式为其供电。最大的决定之一是选择使用 恒流驱动器 还是 恒压驱动器。在某些情况下,两者都能工作,但各自有优缺点。

恒压驱动器

恒压驱动器通过为 led 提供固定电压来工作。它通过调节电流输出来维持整体功率水平。如果你的 led 或 led 灯条明确标明适用于特定电压,那么恒压驱动器可能是你的最佳选择。恒压驱动器通常有 12V 或 24V 两种规格。恒压驱动器相对恒流驱动器来说价格更低,因为它所需的组件更少。此外,恒压驱动器在更换led时也更容易。你可以根据需要添加或移除 led,只要电压要求保持不变,驱动器应能增加或减少电流以适应新的设置(前提是所有led的电流要求在驱动器的范围内)。使用它们时,你的 led 需要具备内置的过流保护(OCP)。通常,这是通过电阻器实现的,正如下方 DigiKey 型号 289-1316-ND 中红圈标出的那样:

JKL 289-1316-ND 灯条


使用恒压驱动器时,如果电压要求稍有变化(如温度变化时),为了维持相同的功率水平,电流可能会发生显著变化。这很容易超过 led 的电流限制,导致光输出波动、寿命缩短,甚至是 led 直接损坏。因此,led 上具备 OCP 非常重要。如果你的 led 设计时考虑了这一点,那么使用恒压驱动器是安全的。

恒流驱动器

恒流驱动器通过为 led 提供固定电流来工作。它通过调节电压输出来维持整体功率水平。尽管精确控制电流输出比电压输出更容易,但它需要更多的组件,因此通常价格更高。不过,在使用恒流驱动器时,led 通常会有更稳定的光输出、更高的可靠性和更好的效率。缺点是,在进行照明变化时,恒流驱动器会更麻烦。改变 led 的数量自然会改变系统的电流要求,这可能会导致驱动器将电压升高到对 led 不安全的水平,因此需要根据新的电流要求调整或更换驱动器。

恒流驱动器是大多数大规模应用中的良好选择,特别是在功率使用和维护成本方面。如果你的led没有内置过流保护,则需要使用恒流驱动器,下方的 1416-1344-ND 型号就是一个例子。请注意,这条 led 灯条之间没有电阻,因此必须使用恒流驱动器。

image
Lumileds 1416-1344-ND led 灯条


所有需要恒流的 led 应列出电流要求以及它们可以接受的电压范围,以免损坏。确保你选择的驱动器符合电流要求,并且电压输出在 led 的指定范围内,以防止过驱动 led。

简而言之:

恒流驱动器效率更高,也不太可能损坏你的 led 投资,但在系统调整上更加繁琐。恒压驱动器价格更低,并且更容易调整 led 数量,但更容易对 led 造成损坏,能耗更高,并且要求 led 具备内置的过流保护。选择哪种取决于你的应用需求。

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在信号切换的应用中 机电继电器要怎么选?

重点产品推荐

作者:Bill Schweber

关键词:继电器,EMR,信号切换,单绕组闭锁


电信和网络设备、自动测试设备 (ATE) 和安全设备等应用越来越需要可靠地切换和路由单个或多个中低电平直流、交流(模拟)和射频 (RF) 信号。机电继电器 (EMR) 非常适合处理这项任务。

EMR 提供出色的导通和关断性能以及输入/输出隔离功能,并具有多极配置,为设计人员提供灵活性和多功能性。此外,单个继电器可在同一设备中支持不同的信号类型(交流、直流、低频、射频),从而提升其价值。

虽然 EMR 具有活动部件和物理触点,但由于其应用历史悠久,各项特性已一应俱全。因此,它们是可靠的“问题解决方案”,可以稳定使用多年。虽然 EMR 本身坚固耐用,但设计人员必须选择合适的继电器(线圈和触点额定值)并正确使用,这样才能确保使用寿命达到最长。

继电器类型和区别

EMR 是指一种具有许多应用特定子类型的元器件。例如,功率继电器的触点额定电流为 2 A 或更高,而信号继电器的设计触点电流低于该值。

信号继电器可分为两类:非射频信号和射频信号。虽然所有继电器都有基本导通参数以及电流和电压处理最大值,但射频继电器还有其他性能指标。具体包括:

  • 隔离度:即使触点是分开的,高频信号也会通过触点间的杂散电容泄漏。隔离度的测量单位是分贝 (dB)。
  • 插入损耗:在高频率下,自感、电阻、介质损耗以及因阻抗不匹配而引起的反射都会产生信号干扰。插入损耗的测量单位也是 dB。
  • 电压驻波比 (VSWR):由输入信号波和任何反射信号之间的相长/相消干扰产生。该测量值是一个无单位数值,表示最大波形值与最小波形值之间的比值。

简化物料清单

继电器配置由其触点数或极数 (P) 以及常开(指无电源)/常闭触点状态定义(图 1)。这些触点可以是常开 (NO) 或者常闭 (NC) 触点。最常见的是单极 (SP) 和双极 (DP) 配置,但也有具有更多触点极数的装置。掷 (T) 是指致动器的极限位置。

Contact arrangements and industry-standard designations for several types of EMRs
图 1:所示为几种 EMR 的触点排列和行业标准名称;Form 2C 继电器中的虚线表示两个电枢都具有非导通链路,当继电器线圈接收到电流时,两个触点同时移动。(图片来源:Sealevel Systems, Inc.)


EMR 能够支持多极和 NO/NC 掷,因而能够简化电路、节省电路板空间、削减物料清单 (BOM) 并降低成本。原因在于,一个继电器就可以将多条电路切换为全开、全闭或两者的组合,具体取决于极和掷的配置。同一继电器还可以切换交流和直流信号,在多条电路上同时工作。

在某些情况下,可以使用额外有一对极点的 EMR 为辅助电路供电,比如给 LED 电路供电,以向用户指示继电器已通电并已产生所需的触点状态。此外,一些经验丰富的设计人员会在只需要单刀双掷 (SPDT) 装置时采用双刀双掷 (DPDT) 继电器(SPDT 和 DPDT 继电器在许多情况下具有相同的占用空间),从而为其提供一个“以防万一”的触点对,用以解决在设计周期后期发现的问题或疏忽。

Omron 的 G6J-2P-Y DC12(图 2)是一款超薄型 DPDT (Form 2C) 继电器,采用 977 Ω 线圈,设计驱动电压和电流分别为 12 V 和 12.3 mA。请注意,该系列的其他产品可提供不同的线圈电压/电流配对,最高可达 24 VDC,几乎可与任何驱动电路或情况兼容。

Omron G6J-2P-Y DC12 ultra-slim DPDT relay
图 2:G6J-2P-Y DC12 是一款超薄型 DPDT 继电器,采用 12 V 12.3 mA 线圈;属于尺寸和触点额定值相同但线圈电压/电流组合不同的继电器系列产品。(图片来源:Omron)


这款小型继电器的尺寸仅为 5.7 × 10.6 × 9 mm,因此适合用于高密度印刷电路 (pc) 板。G6J-2P-Y DC12 具有通孔端子,但相同款型也提供短表面贴装端子和长表面贴装端子,因而能够实现最大的灵活性。这款继电器及该系列中的所有其他继电器的触点额定电流均为 125 VAC 下 0.3 A 以及 30 VDC 下 1 A。

继电器和射频

继电器的用途并不局限于提供简单的“干”触点闭合或处理直流电压/电流和低频交流信号。有些型号专门为 ATE 等超高频应用而设计。

Omron 的 G6K-2F-RF-V DC4.5 是一款微型表面贴装 DPDT 继电器,支持差分传输信号切换。这款 11.7 × 7.9 × 7.1 mm 继电器在 8 GHz 频率下的插入损耗为 3 dB 或更低。该继电器还在更高的频率下使用,如其眼图所示,可用于上升时间为 25 ps 的 200 mV 差分信号(图 3)。

Eye diagrams with 8.1, 10, and 12.5 gigabit per second (Gbit/s) signals (click to enlarge)
图 3:G6K-2F-RF-V DC 微型表面贴装 DPDT 继电器采用差分传输信号切换,其指定频率可达 8 GHz 及以上,如这些具有 8.1、10 和 12.5 Gbit/s 信号的眼图所示。(图片来源:Omron)


这种千兆赫范围的性能部分归功于本身就会为差分信号提供支持的电气和机械设计。这有助于确保达到由射频隔离(与电气隔离无关)、插入损耗和 VSWR 定义的理想性能(图 4)。

Omron G6K-2F-RF-V gigahertz relay
图 4:G6K-2F-RF-V 千兆赫继电器采用固有的差分设计,可缓解电路板物理布局问题,并最大限度减少布局对射频性能的不利影响。(图片来源:Omron)


这款继电器采用先进的内部布局,不仅能够简化 PC 板布局,而且无需在电路板上进行复杂的多层信号路径布线,因此射频性能不会降低。采用树脂外壳,而不是金属外壳,从而能够避免在检查继电器安装情况时,探头引脚通过金属外壳短路并损坏电路板和部件的问题。

继电器和功耗

在几乎所有电路和系统中,功耗都是非常重要的参数。功耗决定了电源大小,影响电池供电设计的运行时间,以及相关热量对热性能的影响。这对传统的非闭锁型继电器有影响。对于这种继电器,线圈必须在继电器需要通电的整个过程中保持通电状态。

基本开/关设计(正式名称为单侧稳定设计)的替代架构解决了这一问题。闭锁型继电器(也称保持型继电器)设计为一旦通电,即使线圈断电也能保持在原位置。

有几种方法可以实现闭锁功能。G6JU-2P-Y DC3 以及该系列中的其他产品采用单绕组闭锁技术,即“置位”输入脉冲可通过邻近的永磁体保持工作状态。“复位”输入脉冲(极性与置位输入相反的输入)可使继电器进入非闭锁状态。

继电器和可靠性

继电器有活动部件和物理电气触点,因此正常情况下,可以认为在一定次数的开/关循环后,继电器就会变得不可靠。但是,事实并非如此。

首先,众所周知,在传输不同电平的交流和直流信号时,触点开合的影响是不同的,在继电器的数据表中也有详细标注。如果遵守规定的条件,就不会出现触点过早磨损的问题。

同样重要的是,数十年的使用、无数现场装置的经验、冶金研究与发展、建模与分析、受控寿命测试、生产与制造改进以及其他技术因素,已将线圈和触点的设计与制造转变为众所周知的成熟精密工艺,并且能够生产出相应的元器件。

继电器的耐用性与触点和线圈的耐用性有关。线圈的耐用性以 40,000 小时的标准值为起点,因为当额定电压持续作用于线圈时会产生热量,导致绝缘性能下降。如果继电器的使用是间歇性的,线圈的耐用性就会长很多。

耐用性还可以通过数据表中经常标注的两个因素来评估:

  • 机械耐用性是指考虑机械故障和特性后,在无负载情况下继电器能够打开和闭合触点的次数。
  • 电气耐用性是指在额定负载(如 125 VAC,0.3 A / 30 VDC,1 A)下继电器能够打开和闭合触点的次数。

继电器触点提供不同的配置:单触点、双触点和横杆双触点(图 5),其长期可靠性从左到右越来越高。横杆双触点设计可提供异常稳定的接触电阻,最大限度减少接触故障。G6J-2P-Y 系列产品采用分叉横杆(类似于横杆双触点),其银触点镀有黄金合金。

Relay contacts have improved and evolved
图 5:继电器触点已从基础的单触点改进并发展成寿命更长的横杆双触点,可提供一致的性能和稳定的接触电阻。(图片来源:Omron)


这些继电器的可靠性众所周知,因此对于不能接受停机时间或服务中断,或继电器性能是任务关键因素的任何应用来说,都是不错的选择。

结语

EMR 是当今众多系统解决问题的关键元器件,能够处理和解决许多信号路径问题。具有独特且不可替代的信号处理特性、定义明确的性能和长期可靠性。信号继电器可用于直流、低频、甚至是千兆赫范围的射频应用,因此应用范围更宽。

小编的话:

正如文章介绍的,EMR在处理和解决信号路径问题上具有显著的价值。它们不仅提供了出色的导通和关断性能、输入/输出隔离功能以及多极配置的灵活性和多功能性,还支持多种信号类型并具有高可靠性。此外,EMR还能简化电路结构并降低成本,同时在射频应用中也表现出优异的性能。您对在信号切换应用中如何选用EMR有哪些问题或经验?欢迎留言,分享交流!

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关键词:导轨电源,三相输入,继电器

TDK-Lambda 的 DRB120-3/240-3 三相 DIN 导轨电源图片TDK-Lambda 的 DRB120-3、DRB240-3、DRB480-3 和 DRB960-3 系列支持用于工业和过程控制的中端三相输入 DIN 电源的发展趋势。它们在功能和价格之间取得了极好的平衡,将可靠性和紧凑型尺寸相结合,节能效率高达 96.3%。保守的电解电容器额定温度可提高现场寿命,一般为 10 年。该系列有四种功率级别,分别为 120 W、240 W、480 W 和 960 W,并提供 12 V、24 V、48 V 或 72 V 输出选择。所有型号均具有升压(峰值)功率额定值,以处理电容负载。低能量浪涌电流水平可避免断路器的误跳闸。器件可以并联,以提供更多电力或用于冗余应用。它们提供 DC Good 继电器、远程开/关,并可选择带有螺纹或推入式接线端子的型号,用于自动和机器人接线。

这些 DRB 型号设计应用广泛,适用于工业机械和系统、传统开关柜和通信设备。

该器件具有 350 VAC 至 575 VAC 的宽输入范围。它们安装在坚固的金属外壳中,120 W/240 W 型号的外壳尺寸为 55 毫米(宽)x 129 毫米(高)x 138.2 毫米(深),480 W 型号的外壳尺寸为 65 毫米(宽)x 129 毫米(高)x 159.3 毫米(深),960 W 型号的外壳尺寸为 100 毫米(宽)x 129 毫米(高)x 171.9 毫米(深)。这样可以节省 DIN 导轨上的空间,用于安装其他元件并降低成本。输入和输出接线可选择螺纹端子或推入式连接器。DRB 型号在使用远程开关功能(抑制)时具有高达 96.3% 的高运行效率和小于 2.3 W 的低待机功耗。这减少了能源使用量,有助于降低整个系统的 CO2 排放量。较低的损耗还可以减少电源内部的发热,防止电解电容器干涸,从而延长现场使用寿命。

对于较大的电源系统或冗余系统,前面板 DIP 开关可实现并联运行的下垂模式均流。DRB 系列具有 11.4 V 至 15 V(标称 12 V)、22.5 V 至 29 V(标称 24 V)、45 V 至 56 V(标称 48 V)和 70 V 至 85 V(标称 72 V)的宽调节范围,可以补偿电缆压降、ORing FET 或设置非标准输出电压。除了两个 LED 指示灯外,还有一个 DC OK 继电器触点可用于远程监控。通过向抑制继电器触点施加外部电压,可以实现远程开/关。

输入至输出隔离电压为 3,510 VAC,输入至地隔离电压为 2,210 VAC,输出至地隔离电压为 1,390 VAC。DRB 型号采用对流冷却,额定运行环境温度为 -25°C 至 +70°C,+55°C 以上时会降额。

该器件通过了 IEC/EN/UL/CSA 62368-1、61010-1 和 61010-2-201 认证,并获得了符合低压、EMC 和 RoHS 指令的 CE/UKCA 标志。它们符合 EN 55011-B 和 CISPR11-B 辐射和传导噪声标准。该系列还符合 EN 61000-3-2(A 类)谐波电流和 IEC/EN 61000-6-2 抗扰度标准。

产品特性

  • 最多 600 秒内提升 50% 的功率性能
  • 效率高达 96.3%
  • 窄壳体
  • 曲线 B 辐射和传导 EMI
  • 长电子电容器寿命(通常为 10 年)

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手里的产品或零件是否可靠?看这三个数据 !

关键词: 质量, 规格

问:有什么数据可以查看电子产品或零件的可靠性?看看MTBF、MTTF和FIT数据

制造商大多使用MTBF、MTTF和FIT数据来显示产品或零件的可靠性,并根据这些数据确定需要生产多少。制造商有不同的方法和条件来计算这些值,以下将介绍这些数据的一般定义和它们如何得出这些数据。

MTBF ( 平均故障间隔时间 ) 是对硬件或零件可靠性的度量。

它被定义为既定设备或系统故障之间的时间间隔,通常以小时计算。此统计值表示既定零件,在长时间内,对于大样本的随机故障之间的平均时间量。它还代表着系统的可靠性,系统的可靠性是由大量零件的故障率计算得出的。

例如:

如果市场上有1000个产品在运行,需要估计100个小时后出现故障产品的数量,用来确定需要准备的替换产品数量。计算的公式如下:

1000个 X 100小时=100,000个产品小时

如果MTBF是50000小时,那么需要准备的数量为:

100,000÷50,000=2个产品。

所以需要准备2个产品来替换这些失效的产品。

留意: 由于不同制造商的计算方法和计算条件不同,所以MTBF的计算值也不同。一般有两种不同的计算方式和很多种计算条件,所以有很多不同的计算结果。

MTTF ( 平均故障时间 ) 用来预示产品在初次使用后出现故障的时间。

MTTF的计算方式跟MTBF相同。但是MTBF是用与可以修复的产品;而MTTF是用与不能修复的产品,或者修复代价高昂的产品。通常使用MTBF来表示电源产品的可靠性,但也使用MTTF来表示明显难以维修的产品,如紧凑的电路板产品。

FIT ( 失效时间 ) 表示故障率和每109小时发生故障次数的单位。

例如,在 10 FIT 的情况下,每109小时发生10次故障。

FIT的值可以通过以下公式计算。

下面的链接是德州仪器和安森美关于MTBF/MTTF/FIT数据搜寻的文章:

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安利几款适用于汽车和工业雷达的毫米波传感器

关键词: 波传感, 射频, 测量, 信号, 开发板

问:毫米波传感器技术在雷达系统中的进展

毫米波(mmWave)雷达技术利用短波长电磁波以高精度检测物体的距离、速度和角度。工作在 76 – 81GHz 频段,这些雷达能够识别小到毫米级的运动。

传统的毫米波雷达系统,包括发射(TX)和接收(RX)射频(RF)组件,以及模拟和数字部分,由于其复杂性面临着高功耗和高成本等挑战。最近的进展通过集成互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,简化了 RF、模拟和数字组件,解决了这些问题。

采用调频连续波(FMCW)技术进一步增强了毫米波雷达,能够实现连续信号传输,与传统脉冲雷达系统相比,提高了距离、角度和速度的测量精度。

毫米波( mmWave )传感器:

对于汽车级别的高性能前端雷达传感器 –

AWR1243,76GHz 至 81GHz 高性能汽车级 MMIC


单芯片雷达传感器 –

AWR1443,集成了MCU和硬件加速器的单芯片 76GHz 至 81GHz 汽车雷达传感器AWR1642,集成了 DSP 和 MCU 的单芯片 76GHz 至 81GHz汽车雷达传感器

工业用传感器 –

IWR1443,集成了 MCU 和硬件加速器的单芯片 76GHz 至 81GHz毫米波传感器IWR1642,集成了 DSP 和 MCU 的单芯片 76GHz 至 81GHz毫米波传感器

毫米波传感器评估板:

来自 DFRobot 的雷达传感器 Arduino 平台评估扩展板 –

image
SEN0395,雷达传感器 Arduino 平台评估扩展板


这款 24GHz 毫米波雷达传感器采用 FMCW、CW 多模调制和独立的发射和接收天线结构。

在工作时,传感器首先向感应区域发射 FMCW 和 CW 无线电波。接下来,由区域内处于移动、微动或极微弱移动状态的所有目标反射的无线电波,通过传感器系统中的毫米波 MMIC 电路转换为电信号。之后,这些信号将被发送到处理器,并通过相关的信号和数据算法进行处理。然后,可以解算出目标信息。

来自 TI 的雷达传感器 LaunchPad™ 平台评估扩展板 –

image
用于单芯片 77GHz 毫米波传感器的评估模块


这些 BoosterPack™插件模块是一个易于使用的 77GHz 毫米波传感器评估板,适用于单芯片 AWRX 和 IWRX 设备,可直接连接到 TI MCU LaunchPad™开发套件生态系统

image
用于单芯片 60GHz 封装天线(AoP)毫米波传感器的评估模块


DCA1000EVM
DCA1000EVM,用于实时数据捕获和流传输的 DCA1000 评估模块


DCA1000 评估模块(EVM)为来自 TI AWR 和 IWR 雷达传感器 EVM 的两通道和四通道低压差分信号(LVDS)流量提供实时数据捕获和流传输。数据可以通过 1Gbps 以太网实时流传输到运行 MMWAVE-STUDIO 工具的 PC 进行捕获和可视化,然后可以传递到所选的应用程序进行数据处理和算法开发。

毫米波软件开发套件( SDK ):

毫米波软件开发套件(SDK)是一组软件包,用于在 TI 毫米波传感器上进行应用评估和开发。此工具包括 MMWAVE-SDK 和配套软件包,以支持您的设计需求。

MMWAVE-SDK
适用于 xWR1443、xWR1642、xWR1843、xWR6443 和 xWR6843 的毫米波软件开发套件(SDK)

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在Arm系统上创建Windows 很难?试试这个PC盒子!

作者:Kenton Williston

关键词:Windows on Arm,开发套件,盒式PC

本文说明了促使采用 Windows for Arm 的操作系统选择标准,并回顾了可供考虑的不同 Windows 版本。文章随后介绍了 Advantech 的 EPC-R3720IQ-AWA12 Windows on Arm 开发套件,并说明其如何提供无缝环境来加速开发。其中包括入门提示并指出可与该套件配合使用的 Microsoft 工具。

在工业自动化和医疗保健等应用领域,大部分现有基础设施都以 Windows 为基础。开发人员若要为这些领域开发低功耗、低成本边缘设备,Windows on Arm® 就是一个显而易见的选择,原因是该系统可将 Windows 平台引入高效的 Arm 架构。

然而,在 Arm 系统上创建 Windows 时,一个主要挑战就是缺少合适的开发套件。尽管操作系统 (OS) 早已应用于各种电路板级物联网 (IoT) 和嵌入式计算系统,但在开始编码之前,这些产品通常需要大量的硬件工程。

开发人员需要一种盒式 PC 型解决方案,其中预装了 Windows on Arm 并集成了应用程序开发工作所需的全部组件。这样将减少设置时间和复杂性,让开发人员能够专注于应用开发和测试,而不必担心初始软件安装和配置问题。

为什么使用 Windows 而不是 Linux 或 RTOS?

在选择操作系统时,开发人员有很多选择,包括 Linux 和各种实时操作系统 (RTOS)。至于为何选择 Windows 而不是这些替代方案,一个常见原因是 Windows 提供了大量的软件和库。对于使用传统 Windows 基础设施的环境来说,这是一个至关重要的考虑因素。

此外,Windows 还提供了一个成熟的开发生态系统,以及 Visual Studio 和 .NET 框架等全面的工具和应用程序编程接口 (API)。程序员可以从 C++、Python 和 Node.js 等广泛的编程语言中进行选择,还可以访问 Microsoft Azure 的各种服务,快速构建复杂的功能。

Linux 也提供一些上述优势,但配置和维护 Linux 构建版本可能需要付出巨大努力。此外,Linux 发行版本可能存在很大差异,从而给开发过程带来了挑战。

与 Windows 和 Linux 不同,实时操作系统 (RTOS) 则强调效率。它们通常缺少高级功能,例如全功能操作系统提供的丰富图形用户界面 (GUI) 和广泛的生态系统。

归根结底,如果开发人员需要的是一个稳健、功能丰富、安全且拥有成熟开发生态系统的操作系统,那么 Windows 就是一个极具吸引力的选择。不过,Windows 提供多种形式,了解个中差异至关重要。

了解 Windows 选项

Microsoft 提供多种不同的 Windows 系统。表 1 显示了不同版本之间的一些主要区别。对于 EPC-R3720IQ-AWA12,Advantech 选择了 Windows IoT Enterprise。Windows IoT Enterprise 的优势之一是兼容触摸屏友好的通用 Windows 平台 (UWP) 和传统的 Win32 应用程序。有了这种灵活性,开发人员便可以选择最适合其需求的应用程序模型。

表 1:不同版本的 Windows 支持独特用例。(表格来源:Kenton Williston,基于 Microsoft 信息)

此外,Windows IoT Enterprise 还提供了高级安全功能来提高可靠性:

  • 设备锁定功能允许管理员限制设备只能运行授权的应用程序。
  • 安全启动可确保设备仅使用受信任的软件启动。
  • BitLocker 加密技术有助于保护敏感数据。

该操作系统还提供企业级管理工具,可为部署的设备提供集中化支持。这些工具简化了大规模物联网部署的维护和安全性工作。

上述许多功能在更紧凑的 Windows IoT Core 中并不受支持。该版本适用于资源有限的轻型单用途设备。其中取消了图形用户界面等功能,也不支持传统 Win32 应用程序,因此更适合作为复杂设备的配套操作系统。

相反,标准 Windows Pro 提供丰富的功能集,但无法针对物联网部署进行定制。此外,标准版也不对长寿命设备提供 LTSC 支持。

为何要使用 Windows on Arm?

过去,Windows 操作系统依附于 x86 架构。如今,该操作系统也可以在 Arm 处理器上运行,而这种选择开辟了新的设计可能性。

Windows on Arm 的主要优势在于效率。Arm 处理器以低功耗著称,因此非常适合电池供电设备和热管理要求较高的应用。基于 Arm 的系统还倾向于强调成本效益,使其成为大规模物联网部署的一个极具吸引力的选择。

Windows on Arm 开发套件快速入门

如上所述,Windows on Arm 的缺点之一是缺少现成可用的硬件。EPC-R3720IQ-AWA12 通过提供预装 Windows 10 IoT 的盒式 PC 解决了这一问题。

如图 1 所示,该开发套件封装在一个 174 x 108 x 25 mm 的坚固外壳中。这个外壳可容纳安装支架,并且能根据需要进行现场部署。

Advantech EPC-R3720IQ-AWA12 compact box PC
图 1:EPC-R3720IQ-AWA12 是一款由 Arm 处理器驱动的紧凑型盒式 PC,该处理器可运行 Windows 10 IoT。(图片来源:Advantech)


该开发套件的核心是 NXP Semiconductors 的 MIMX8ML8DVNLZAB 片上系统 (SoC),这个系统基于四核 Arm Cortex-A53 处理器,运行频率为 1.8 GHz(在 EPC-R3720IQ-AWA12 上的运行频率为 1.6 GHz)。该 SoC 配备了 2.3 TOPS 的神经处理单元 (NPU),非常适合边缘的人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 工作负载。

该开发套件具有 6 GB 内存和 16 GB 存储空间,并可通过 Mini-PCIe、M.2、Micro SD 和 Nano SIM 卡插槽进行扩展。在连接性方面,该开发套件提供双千兆位以太网 (GbE) 端口、一个 USB 2.0 端口、一个 USB 3.2 Gen 1 端口、一个 HDMI 端口和一个支持 CAN FD 的串行端口。

设置开发套件

EPC-R3720IQ-AWA12 开发套件的设置过程非常简单。下面将从基本设置开始罗列出关键步骤:

  1. 显示器、键盘和网络应分别通过 HDMI、USB 和以太网端口进行连接。
  2. 该开发套件会在首次启动时自动启动 Windows 10 IoT 设置流程。此操作完成后,用户将看到 Windows 桌面环境。
  3. 用户必须从 Microsoft 网站下载并安装 Visual Studio,以设置开发环境。在安装过程中,用户必须选择开发 Windows IoT 应用程序所需的组件和任何其他必要工作负载,如 .NET 或 UWP。
  4. 任何所需的软件开发套件 (SDK) 和运行时均应进行安装。例如,如果需要 .NET 6 或 .NET 7,应从 Microsoft 开发人员门户网站或通过 Visual Studio 的安装程序下载相应的运行时。
  5. 安装必要的工具后,应针对 Windows IoT 开发配置 Visual Studio,确保安装了正确版本的 Windows SDK 和工具。

根据应用需要,可能还需要其他配置:

  1. 如果需要无线网络,应将天线连接到开发套件的内置连接器上。为实现蜂窝连接,应配置并安装 SIM 卡。
  2. 通过 M.2 插槽或其他 I/O 端口连接的任何外设均应进行测试,确保为这些外设安装了必要的驱动程序和软件。
  3. 如果应用程序涉及云连接,则必须配置相应的 Azure IoT Hub 或其他云服务。这包括设置 Azure 账户、使用 Azure 创建资源,以及配置开发套件以与这些资源通信。

现在,用户可以继续进行应用开发和部署。通过在 Visual Studio 中创建新项目或打开一个现有项目,可以开始进行开发。可以直接在设备上开发、运行和测试应用程序。

如果用户计划通过开发 PC 来远程调试应用程序,则应设置远程调试。这包括在开发套件和 PC 上配置远程调试工具。

结语

Windows on Arm 为复杂的物联网设备提供了许多引人注目的优势。EPC-R3720IQ-AWA12 开发套件为开发人员提供了一种为该操作系统创建应用程序的快捷途径,并且在某些情况下,硬件还可以直接用于部署。如本文所述,开发套件的入门过程非常简单,开发人员只需进行最少的设置,即可开始应用程序开发。

参考文献:

  1. “Getting Started with Windows 10 IoT Enterprise Using the Advantech EPC-R3720, an Arm-Based Embedded PC with NXP i.MX 8M Plus”

小编的话:

相信大家在做Windows on Arm 开发时,都会碰到缺乏合适的开发套件、复杂的硬件和软件集成,以及繁琐的初始设置和配置等诸多痛点,而文中提到的Advantech 的 EPC-R3720IQ-AWA12 开发套件,为我们提供了一个高效、可靠且易于使用的开发平台,加速了边缘设备的开发流程。您是否有使用过这款开发工具?您在做Windows on Arm 开发时有哪些主要的挑战和经验?欢迎留言,分享交流!

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混合型交流浪涌保护器是浪涌保护首选!为什么?

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作者:Art Pini

关键词:混合浪涌保护器,GDT,MOV


现在的电子设备无处不在且发展迅速,其越来越敏感的电路在很大程度上依赖前端保护,因为它们要接入电力基础设施,而这些基础设施可能有或者没有最新的电压浪涌和瞬态保护功能。这些瞬态事件可能是由雷击、开关动作或类似的电压浪涌事件造成的结果,会导致过电压和过电流事件,进而损坏敏感电子设备或者降低其性能。

诸如气体放电管 (GDT) 和金属氧化物压敏电阻 (MOV) 等现有的低成本浪涌保护技术能够转移或抑制浪涌能量,以阻止浪涌能量到达被保护设备。这两种技术各有优势,但它们在失效前能处理的瞬态数量都是有限制的。另外,GDT 可能不会完全切断电流,而 MOV 在经过若干次瞬态事件激活后,可能会因热击穿而失效。

为了保持 GDT 和 MOV 的优点并减少其性能上的不足,已经出现了集成混合技术组件的单器件,且在给定的浪涌保护水平下,器件的物理尺寸相对较小。虽然集成组件的互补性提高了两者的性能,延长了运行寿命,但要做到高效率,还需要认真匹配 GDT 和 MOV 元件。经过正确实施,这些 IsoMOV™ 混合浪涌保护器特别有助于确保符合 IEC/UL62368-1 标准,该标准是关于信息技术和音频/视频设备危险方面的标准。

SPD 的工作原理

浪涌保护组件有两种工作方式,一种是用作开关,将浪涌转移到地面(有时称为“撬棍”),另一种是通过吸收和耗散瞬时能量,将最大电压箝制在较低的水平,从而限制浪涌电压。

例如,GDT 就是一种撬棍式抑制器。这种抑制器由位于氩气等非反应性气体中的火花间隙组成,并横跨电源线接线。如果电压水平低于GDT 的击穿电压,该抑制器基本上处于高阻抗“关断”状态。如果一个瞬态使电压水平升高并超过 GDT 的击穿电压,GDT 就会进入导通或“接通”状态(图 1)。

Voltage and current waveforms for a GDT being triggered on
图 1:GDT 被触发后的电压和电流波形。一旦超过击穿电压,电压就会下降到约 10 V,而电流则显著增加。(图片来源:Bourns)


由于 GDT 横跨电源输入,所以基本上使电源形成了短路。这将触发熔断器、断路器或其他串行保护装置,从而保护 GDT 下游的电路。请注意,在关断状态下电压高,电流小。在导通状态下则正好相反,且除了状态转换期间外功率耗散极小。重置 GDT 状态需要将输入电压降低到击穿电压以下。在电源线输入电压没有下降到足够低的情况下,GDT 可能不会复位,并继续传导“跟随”电流,使其保持导通状态。GDT 保持导通的可能性是这种浪涌保护技术的一个重大限制。

MOV 是一种钳位装置。与 GDT 一样,该器件横跨电源线布置。正常情况下,MOV 处于高阻抗状态,只吸收很小的泄漏电流(图 2)。

Current-voltage characteristic of an MOV
图 2:MOV 的电流电压特性曲线显示了双极钳制作用。(图片来源:Bourns)


发生电压浪涌时,MOV 的阻抗下降,吸收更多的电流,从而耗散功率;这会降低并限制瞬态电压。瞬态结束时,MOV 的阻抗增加并恢复到正常状态。MOV 的额定值是基于其能够耐受此类瞬态事件的数量。经过一些瞬态事件后,MOV 的漏电流可能会增加。这将增加器件的耗散功率,导致发热。发热会增大漏电流,并可能使 MOV 进入热击穿状态,从而造成灾难性器件故障。

这两种浪涌保护技术本身都不是很理想。然而,如果将 GDT 和 MOV 与电源线串联,它们之间的特性互补就会变得很明显。在正常工作状态下,GDT 断开,MOV 中无漏电流。在电压瞬态期间,GDT 触发,从而将 MOV 接入电路。然后 MOV 钳制瞬态浪涌电压。瞬态结束后,MOV 断开,减少流经 GDT 的电流,也使得 GDT 关断。

对于 GDT 和 MOV 的串联,需要仔细匹配其特性,以便能够精确地相互补充。分立实施方式从设计到制造、测试和包装都会受到各种因素的影响,使得设计者很难找到良好的匹配方案。为了应对这些挑战,Bourns 的 IsoMOV 混合保护器将一组精心匹配的 MOV 和一个 GDT 元件整合到单一封装中,该封装比单组件体积要小得多(图 3)。

IsoMOV SPD is formed by incorporating the GDT between two MOVs
图 3:IsoMOV SPD 是由两个 MOV 中间夹一个 GDT 构成的 (a)。复合原理图符号如 (b) 中右侧所示。(图片来源:Bourns)


图 4 中的 IsoMOV 混合保护器的合成瞬态电压响应显示 了这两个元件是如何共同发挥作用的。

Voltage response of the IsoMOV™ hybrid protector
图 4:IsoMOV 混合保护器的电压响应显示,GDT 元件击穿以激活 MOV 组件,从而保护下游的电路。(图片来源:Bourns)


IsoMOV 混合保护器的两个元件都采用了能够独立承受最大连续工作电压 (MCOV) 的设计。如前所述,当没有瞬态发生时,GDT 会阻断 MOV 的漏电流。即使经过多次瞬态事件,GDT 也能切断正在上升的 MOV 漏电流。MOV 可以防止瞬态浪涌的后续电流,从而保护 GDT。与单个 MOV 相比,IsoMOV 器件的几何形状可增加单位面积的浪涌容量。

在设计工程师看来,IsoMOV 器件以小型集成封装提供了更强的保护,这种封装将元器件数量和电路板空间都降到最小。例如,ISOM3-175-B-L2 是一款 IsoMOV 混合保护器,其 MCOV 为 175 VRMS,能够处理至少 15 个 3 kA 额定浪涌,且最大钳位电压为 470 V(图 5)。该器件直径为 13.2 mm,厚 6.1 mm。直径随最大电流能力而变化,厚度随 MCOV 的增大而增大。

Bourns ISOM3-175-B-L2 IsoMOV™ hybrid protector
图 5:ISOM3-175-B-L2 是紧凑型 IsoMOV 混合保护器的示例。虽然该器件包括两个 MOV 和一个 GDT,但其直径只有 13.2 mm,厚 6.1 mm。(图片源:Bourns)


Bourns IsoMOV 系列具有 3 kA、5 kA 和 8 kA 三种不同的额定电流,额定 MCOV 的范围为 175 – 555 VRMS。中等器件包括 ISOM5-300-B-L2,这是一款 300 VRMS、5 kA 器件,其直径 17 mm,厚 7.1 mm。在大电流端是 ISOM8-555-B-L2,这是一款 8 kA 器件,具有 555 VRMS MCOV。该器件的直径 23 mm,厚 9.4 mm。所有这些器件的工作温度为 -40℃ 至 +125℃。

与单独使用 MOV 和 GDT 相比,Bourns 的 IsoMOV 混合保护器以更小的空间达到了这些最先进的浪涌等级。该保护器具有超低漏电流,而且串联 GDT 延长了 MOV 的使用寿命。此外,所有 IsoMOV SPD 都被列为 UL1449 第 4 类部件,使其更容易被设计为浪涌保护器。

实施符合 IEC/UL62368-1 标准的保护

IsoMOV 组件非常有助于实施符合 IEC/UL62368-1 标准的解决方案。新型 IEC/UL 62368-1 音频/视频和信息通信技术设备的安全标准基于危险安全工程 (HBSE) 原则,用于设备用户的人身安全和实施安全措施。该标准确定了潜在的危险能量源以及在正常运行和故障条件下,能量可以传递给用户的过程。

图 6 中推荐的电源输入保护设计包括从线路到中性点、线路到保护地以及中性点到保护地的保护器件。

Recommended power input protective circuit consistent with IEC/UL62368-1 (click to enlarge)
图 6:推荐采用的符合 IEC/UL62368-1 标准的电源输入保护设计包括从线路到中性点、线路到保护地以及中性点到保护地的保护器件。(图片源:Bourns)


使与 MOV 串联的 GDT 或者 IsoMOV 位于线路与地之间或中性点与地之间,是为了防止单独使用 MOV 时可能发生的触电。如果没有连接保护地,仅 MOV 的漏电流就可能高到足以在用户触碰到隔离接地路径时造成伤害。将 GDT 串联可以消除这种漏电流。

与 MOV 和含有 MOV 的器件有关的危险包括由于漏电流过大造成的电击以及火灾风险。由于其故障模式,MOV 被视为潜在起火源 (PIS),要求设计包括减少起火可能性并阻止任何火灾蔓延的步骤。

浪涌保护器有助于提高产品可靠性,且必须符合标准要求的具体测试。例如,MOV 的 MCOV 必须至少是设备电压范围上限的 1.25 倍。对于电源输入范围为交流 85 V 至 250 V 的设备,该设备的线路保护 MOV 的最小 MCOV 应为 313 V。对于含有横跨线路的 MOV 的线路保护电路,应能承受基于两倍标称额定值的线路电压的测试。输入电流通过电阻器依次限制为 0.125 A、0.25 A、0.5 A、1 A 和 2 A。鉴于 MOV 是潜在火源,测试一直持续到 MOV 失效为止。对于 MCOV 大于 2 倍最大额定线路电压的 MOV,不需要进行这种测试,因为在这些条件下 MOV 发生故障的可能性非常小。

结语

IsoMOV 混合保护器为电子系统提供了更优秀、更紧凑的保护器件,因为在基础设施老化或保护不力以及用户保护标准不断变化的情况下,电子系统正在加速进步、缩小和激增。除了卓越的性能和节省空间外,这些保护器还具有扩展温度范围、低泄漏和高能量处理能力。虽然这类器件对暴露于高浪涌的工业应用特别有用,但它们也能很容易地在音频/视频、信息通信技术设备中实施,以满足基于危险安全工程 (HBSE) 的 IEC/UL62368-1 标准。

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