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1、冶瞬 态 电 压 抑 制 二 极 管 在 电 路 中 的 应 用李 梅 素信 息 产 业 部 电 子 第 研 究 所 石 家 庄摘 要关 健 词主 要 对 瞬 态 电 压 抑 制 二 极 管 作 了 简 单 介 绍 , 并 给 出 一 些 在 电 路 中 的 实 例 及 它 的 选 用 原 则 。瞬 态 电 压 抑 制 二 机 管 籍 位 电 压 击 穿 电 压引 言瞬 态 电 压 二 极 管 或 称 瞬 变 电 压 二 极 管简 称 ,是 一 种 高 性 能 的 电 路 保 护 器 件 , 它 具 有 体 积 小 、 响 应快 、 瞬 间 吸 收 功 率 大 、 无 噪 声 、 价 格 适
2、中 等 优 点 , 已 广泛 地 应 用 于 家 用 电 器 、 自 动 控 制 系 统 、 计 算 机 系 统 、长 线 传 输 等 各 个 领 域 , 应 用 前 景 十 分 广 阔 , 成 为 提 高整 机 应 用 可 靠 性 不 可 缺 少 的 器 件 。器 件 的 特 点 、 电 特 性 和 主 要 电参 数器 件 的 特 点器 件 在 规 定 的 反 向 应 用 条 件 下 , 当 承 受 一个 高 能 量 的 瞬 时 过 压 脉 冲 时 , 其 工 作 阻 抗 立 即 降 至到 很 低 的 导 通 值 , 允 许 大 电 流 通 过 , 并 将 电 压 箱 制 到预 定 水 平
3、, 从 而 有 效 地 保 护 电 子 线 路 中 的 精 密 元 器件 免 受 损 坏 。 能 承 受 的 瞬 时 脉 冲 电 流 峰 值 可达 数 百 安 培 , 而 它 的 籍 位 响 应 时 间 仅 为 一 。 允 许 的 正 向 浪 涌 电 流 在 爪 ,条 件 下 , 可 达 一 安 培 。器 件 的 电 特 性稳 定 水 平 上 。双 向 的 一 特 性如 图 所 示 , 双 向的 一 特 性 曲 线 如同 两 只 单 向 “ 背 靠 背 ”组 合 , 其 正 反 两 个 方 向 都具 有 相 同 的 雪 崩 击 穿 特 性和 籍 位 特 性 , 双 向 在交 流 回 路 应 用
4、 十 分 方 便 。了了了声声图 双 向 电 特 性单 向 的 一 特 性如 图 一 所 示 、 单 向的 正 向 特 性 与 普 通 二 极管 相 同 , 反 向 击 穿 拐 点 近 似“ 直 角 ” 为 硬 击 穿 , 表 明 器 件为 典 型 的 结 雪 崩 器 件 。从 击 穿 点 到 值 所 对 应 的曲 线 段 表 明 , 当 有 瞬 时 过 压脉 冲 时 , 器 件 的 电 流 急 骤 增少少 一 器 件 的 主 要 电 参 数 击 穿 电 压 器 件 在 发 生 击 穿 的 范 围内 , 在 规 定 的 实 验 电 流 条 件 下 , 测 得 两 端 的电 压 称 为 击 穿
5、电 压 , 用 巩 表 示 。 最 大 籍 位 电 压 在 峰 值 脉 冲 电 流 下 , 此时 测 得 两 端 的 最 大 电 压 值 称 为 最 大 箱 位 电 压 ,用 来 表 示 。 最 大 反 向 工 作 电 压 入 器 件 反 向 工 作时 , 在 规 定 的 电 流 下 , 器 件 两 端 的 电 压 值 称 为 最大 反 向 工 作 电 压 , 在 这 个 工 作 电 压 下 , 器 件 的 功率 消 耗 很 小 。 最 大 反 向 峰 值 脉 冲 电 流 几 图 说 明 , 当 瞬 时峰 值 脉 冲 电 流 出 现 时 , 被 击 穿 , 并 且 由 击 穿 电压 值 上 升
6、 到 预 定 的 最 大 籍 位 电 压 值 , 在 规 定 的 脉 冲时 间 内 , 稳 定 在 最 大 籍 位 电 压 水 平 以 下 , 随 着 脉 冲 电电 流 电 压 峰 值 电 流组 试 脉 冲 波 形最 大 箱 位 电 压困 单 向 电 特 性 箱 位电 压 波 形加 , 而 反 向 电 压 则 上 升 到 籍 位 电 压 值 , 并 保 持 在 这 一年 月 日 收 稿 图 最 大 脉 冲 电 流 与 最 大 籍 位 电 压 的 关 系第 卷 第 期 无 线 电 通 信 技 术流 呈 指 数 下 降 , 箱 位 电 压 随 之 下 降 , 恢 复 到 原 来 状态 。 因 此
7、, 能 抑 制 可 能 出 现 的 脉 冲 功 率 的 冲击 , 从 而 有 效 地 保 护 电 子 线 路 。选 用 原 则在 设 计 过 程 中 , 当 选 用 时 , 必 须 考 虑 电 路的 具 体 条 件 , 一 般 应 遵 循 以 下 原 则 最 大 箱 位 电 压 不 大 于 电 路 的 最 大 允 许 安全 电 压最 大 反 向 工 作 电 压 不 低 于 电 路 的 最 大 工作 电 压 , 一 般 可 以 选 等 于 或 高 于 电 路 工 作 电 压 额 定 的 最 大 脉 冲 功 率 , 必 须 大 于 电 路 中 出 现的 最 大 瞬 态 浪 涌 功 率 。器 件 的
8、 用 法在 交 流 电 路 中 的 应 用将 双 向 器 件 并 接 在 电 网 的 输 出 端 , 这 样 可以 有 效 地 抑 制 电 网 带 来 的 过 载 脉 冲 , 从 而 起 到 保 护整 流 桥 及 负 载 中 所 有 的 元 气 件 的 应 用 。 如 图 所示 。 的 籍 位 电 压 不 大 于 电 路 的 最 大 允 许 电 压 。负 扭电 路接 感 性 负 奴或 开 关 嗽 路图 在 电 源 线路 中 的 应 用 图 作 为 保 护 网 络在 微 机 中 的 应 用图 。 了 是 一 个 典 型 的 微 机 系 统 , 由 电 源 线 、 输 入线 、 输 出 线 进 入
9、 的 各 种 干 扰 或 瞬 变 电 压 , 可 能 使 微 机误 动 作 出 故 障 , 特 别 是 电 源 的 开 关 , 微 机 近 旁 的 电 动机 的 开 与 关 , 交 流 电 源 电 压 的 浪 涌 和 瞬 变 , 静 电 放 电等 可 能 引 起 系 统 失 效 。 把 瞬 变 电 压 抑 制 二 极 管 接 到微 机 电 源 线 、 输 人 和 输 出 线 上 , 能 保 证 微 机 正 常 工作 , 提 高 其 应 用 可 靠 性 。一一一、二二 尸尸 已已 厂厂厂厂厂厂二二二 口口 口口 口口口口口 口口叹叹 门门 厂厂 门门 门门门门门门公公公 凡凡 户户 凡凡图 徽
10、机 系 统 中 应 用 实 例困 交 流 应 用在 图 中 , 将 两 个 单 向 反 串 联 起 来 , 并 接在 电 源 变 压 器 输 出 端 , 用 来 保 护 整 流 以 后 的线 路 元 件 , 若 电 源 变 压 器 输 出 端 电 压 为 , 一 般和 的 工 作 电 压 应 根 据 了 来选 择 , 其 它 参 数 依 据 电 路 中 的 具 体 条 件 来 定 。保 护 集 成 电 路 实 例随 着 科 学 技 术 的 不 断 进 步 , 集 成 电 路 集 成 度 越来 越 高 , 其 耐 压 越 来 越 低 , 容 易 受 到 瞬 变 电 压 的 冲 击弓户户 甘 八负
11、 载 防 止 输 入 电压 超 过防 止 精 入 电 压 高 于代 , 低 于 地图 交 流 应 用在 直 流 电 路 中 的 应 用图 所 示 为 两 个 单 向 连 接 在 电 源 线 路 中 ,用 以 防 止 直 流 电 源 反 接 或 电 源 通 、 断 时 产 生 的 瞬 时脉 冲 使 集 成 电 路 损 坏 。 当 电 路 连 接 有 感 性 负 载 如 电机 、 继 电 器 、 线 圈 、 螺 线 管 时 , 会 产 生 很 高 的 瞬 时 脉 冲电 压 。 图 中 的 可 以 保 护 晶 体 管 及 逻 辑 电 路 ,从 而 省 去 了 较 复 杂 的 电 阻 电 容 保 护
12、网 络 。沁 一 那 羚 闷 出一 匀防 止 门 电 路 击 穿 防 止 拾 入 电 压 击 穿图 用 保 护 集 成 电 路 和 电 路 的 实 例下 转 第 页冶千 优 和 味 声 吸 声护 一 几 , ” , “ 一 , ,“图 扩 倾 卫 星 通 信 系 拢 杭 干 扰 模 型 扩 频 信 号 的 产 生二式 中 载 波 频 率 , 二 初 始 相 位 , 和 分 别是 数 据 和 扩 频 码 的 复 信 号 。直 扩 码 可 表 示 为 以 ” 名 一 。式 中 是 簇 镇 内 的 单 位 脉 冲 , 为 码 片 的宽 度 , 士 是 随 机 二 进 制 序 列 , 。 。非 相 关
13、 跳 频 码 可 表 示 为习 二 几 叭 一 、式 中 是 镇 、 内 的 单 位 脉 冲 , 飞 是 独 立 的随 机 相 位 , 在 一 二 , 们 上 均 匀 分 布 , 。 是 一 组 频 率 中随 机 选 取 的 一 个 频 率 。 抗 干 扰 性 能 分 析 在 接 收 端 , 收 到 的 信 号, 式 中 , 为 发 信 号 ,为 敌 方 干 扰 信 号 , 为 接 收 机 收 到 的 噪 声 。 在 主要 考 虑 敌 方 干 扰 的 情 况 下 , 可 以 忽 略 噪 声 的 影响 , 则 。解 调 后 的 基 带 信 号 为 一 二 场 一式 中 , 户 是 接 收 端 本
14、 地 产 生 的 扩 频 码 , 和 是载 波 频 率 和 相 位 的 估 计 。 当 系 统 完 全 同 步 时 , 解 调器 输 出 的 信 号 经 窄 带 滤 波 后 , 得 到 调 制 信 号 的估 值式 中 , 是 滤 波 器 的 传 递 函 数 , 和 一 几分 别 是 码 和 干 扰 的 功 率 谱 , 与 是 信 号 和 干 扰 的 中 心频 率 差 。 由 于 凡 具 有 比 信 息 信 号 功 率 谱 宽 得 多的 带 宽 , 因 此 , 卷 积 的 结 果 也 同 样 具 有 很 宽 的 带 宽 ,经 窄 带 滤 波 后 , 只 有 很 少 的 干 扰 输 出 , 干 扰
15、 得 到 了 抑制 。卜 丁 几 卜 解 调 滤 波 器 输 出 的 干 扰 分 量 由 平 均 功 率 来 表结 束 语本 文 介 绍 的 仿 真 技 术 和 仿 真 软 件 , 可 方 便 地 用于 卫 星 通 信 系 统 的 性 能 分 析 及 仿 真 。 通 过 建 立 不 同的 系 统 仿 真 模 型 , 我 们 就 可 以 对 卫 星 通 信 系 统 进 行不 同 侧 面 的 分 析 和 研 究 , 从 而 获 得 一 定 条 件 下 的 最优 方 案 。 虽 然 在 此 我 们 只 作 了 一 些 初 步 分 析 , 但 它是 今 后 进 一 步 研 究 的 基 础 。参 考 文
16、 献涛 亚 汉 等 现 代 卫 星 通 信 调 制 解 调 技 术 的 发 展 徽 波 与 卫星 通 信 , ,谭 华 有 数 字 信 号 星 上 再 生 处 理 技 术 徽 波 与 卫 星 通 信 ,邱 永 红 等 扩 倾 卫 星 通 信 系 统 软 件 仿 真 的 研 究 徽 波 与 卫星 通 信 , ,达 , 咖七 , ,泣 困 日 明 己 叩 目 眼 戌 戊饰 一 巴 治 印 反 筋 比 明 , ,李 仲 令 等 现 代 通 信 系 统 仿 真 及 应 用 电 子 科 技 大 学 出 版社上 接 第 页而 破 坏 , 必 须 采 取 保 护 措 施 。 例 如 电 路 在 其输 入 端 及 输 出 端 都 有 保 护 网 络 。 为 了 更 可 靠 起 见 ,在 各 整 机 对 外 接 口 还 增 加 各 种 保 护 网 络 。 图 呜 中介 绍 了 及 器 件 的 有 关 保 护 措 施 。结 论实 践 证
