Каждый из традиционных методов защиты телекоммуникационного оборудования от бросков тока и напряжения обладает своими недостатками: это может быть низкое быстродействие, высокий уровень вносимой паразитной емкости, однократность защиты и др. Компания Bourns предложила уникальное решение — устройства высокоскоростной защиты телекоммуникационных линий серии TBU от бросков тока и напряжения, вызванными такими явлениями, как грозовые разряды, короткого замыкание, попадание в сигнальные линии сетевого напряжения, помехи коммутации и др.
TBU компоненты используют MOSFET технологию и устанавливаются последовательно на входе схемы. Компоненты срабатывают как при перегрузке по току, так и при перенапряжении, однако контроль осуществляется за током. Как только ток на входе достигает определенного уровня (значения тока отсечки), TBU устройство отключает напряжение от нагрузки и обеспечивает защитный барьер, пока не будут устранены опасные воздействия. Время срабатывания составляет 1 мкс, при этом ток на линии удерживается на более 1 мА. После падения напряжения ниже уровня сброса компоненты защиты восстанавливают нормальную работу схемы.
Модельный ряд
Сегодня компания Bourns поддерживает следующие серии защитных устройств TBU: TBU-CA, TBU-DT, TBU-PL, P40 и P-G (P500-G, P850-G).
| Серия | Описание | Максимальное имп. напр-е (Vimp), В | Максимальное СКЗ напряжения (Vrms), В | Напр-е восстановления (Vreset), В | Ток срабатывания (Itrig), мА | Время срабаты-вания, мкс | Габаритные размеры, мм | Рабочая температура (Tраб), °С |
| TBU-CA | Одиночный двунаправленный | 250, 400, 500, 650, 850 | 100, 200, 250, 300, 425 | 12…20 | 50, 100, 200, 300, 500 | 1 | 6,5×4 | -55…125 |
| TBU-DT | Двойной однонаправленный | 650, 850 | 300, 425 | 10…18 | 100, 200, 300, 500 | 1 | 5×5 | -40…125 |
| TBU-PL | Двойной двунаправленный | 500, 600, 750, 850 | 300, 350, 400, 425 | 12…20 | 100, 200 | 1 | 6,5×4 | -55…125 |
| P40 | 40 | 28 | 7 | 240 | 0,2 | 4×4 | -40…85 | |
| P-G | 500, 850 | 300, 425 | 22 | 100, 200 | 1 | 6×4 |
Как выбрать
Самая популярная серия защитных устройств — это однонаправленные TBU-CA, которые имеют широкий ряд моделей по току и напряжению, широкий диапазон рабочих температур и низкое сопротивление.
Чтобы правильно выбрать модель защитного устройства TBU необходимо рассмотреть следующие параметры:
- зависимость пикового тока от максимальной рабочей температуры, т.е. изменение тока срабатывания при разных условиях эксплуатации;
- рабочее напряжение устройства; напряжение срабатывания защиты должно превышать уровень рабочего напряжения схемы с учетом допустимых пульсаций;
- максимальное рабочее напряжение TBU не должно превышать максимальных рабочих параметров защищаемого устройства;
- напряжение пробоя защиты первой ступени (например, газового разрядника на входе) должно быть меньше импульсного напряжения TBU компонента, также минимальный ток отключения TBU защиты должен быть выше максимального пикового тока защищаемой схемы.
Если защищаемая система имеет высокий импеданс, разработчики Bourns рекомендуют разместить после TBU лавинный диод, подключенный на землю. Также рекомендуется использовать TBU защиту совместно с варистором, газоразрядником и TVS диодом.
Защита портов
TBU защита имеет высокое быстродействие и широкий частотный диапазон (до 3 ГГц), поэтому основная сфера их применения – это телекоммуникационное оборудование. В первую очередь, это xDSL платы, комбинированные платы POTS и xDSL, оборудование сетевого доступа, линии T1/E1 и T3/E3, модемы и шлюзы, а также защита Ethernet-портов. Здесь на первичной стадии для защиты от прямых или наведенных разрядов молний используются разрядники, контуры заземления и т.д. Однако остаточные разряды высокой энергии могут проходить дальше в цепь, поэтому в современном оборудовании используются многостадийные системы защиты, где как раз и находят свое применение TBU компоненты. Они защищают все входящие и выходящие разъемы и порты.
Приведем схемы рекомендованной защиты для портов RS-232:
А также RS-485:
Другие схемы защиты приведены в документации.
Преимущества
Суммируем основные преимущества построения вторичной защиты на TBU устройствах Bourns:
- простота и надежность схемы защиты;
- две защиты в одном корпусе: по току и напряжению;
- высокое быстродействие (<1мкс) и самовосстановление;
- прецизионное ограничение выходного тока и напряжения;
- широкая полоса пропускания (до 3 ГГц) без внесения помех в полезный сигнал ;
- малогабаритные корпуса DFN;
- соответствие RoHS и стандартам Telcordia GR-1089, ITU-T K.20, K.21, K.45.
