Bourns, Inc.는 수십 년 동안 금속 산화물 배리스터(MOV) 장치 설계에서 가장 중요한 혁신 중 하나를 주장했습니다. 새로운 IsoMOV 보호기 또는 하이브리드 보호 구성 요소, 가스 방전관(GDT) 기능을 MOV 자체에 직접 통합하여 더 작은 패키지에 더 높은 서지 정격을 제공하고 견고성을 높입니다. 또한 GDT를 통합하여 누설 전류로 인한 MOV 성능 저하 문제를 해결하고 MOV의 작동 수명을 연장합니다.
IsoMOV 보호기는 낮은 정전 용량, 매우 낮은 누출 및 높은 에너지 처리 밀도를 특징으로 합니다. AC 전압 정격 범위는 175V ~ 555V입니다. IsoM3, IsoM5 및 IsoM8의 세 가지 모델에서 사용할 수 있는 공칭 서지 정격은 각각 3kA, 5kA 및 8kA입니다. 이 장치는 직경이 더 작고 약간 두꺼운 친숙한 방사형 디스크 MOV 패키지로 제공됩니다. 작동 온도 범위는 -40°C ~ 125°C입니다.
IsoMOV 제품군은 확장된 온도 범위와 낮은 누설로 인해 산업, 전력선 통신, 고속 정보 및 통신에 매우 적합합니다. technology (ICT) 장비뿐만 아니라 수리가 물리적으로 어렵고 수행 비용이 많이 드는 다양한 열악한 환경 또는 원격 애플리케이션에도 적용 가능하다고 Bourns는 말했습니다.
Bourns IsoMOV 보호기(출처: Bourns Inc.)
“더 정교한 회로와 축소된 부품 크기가 수렴되는 것을 볼 때, 회로 보호 기능은 이러한 추세를 정면으로 충족해야 하므로 설계자와 궁극적으로 최종 사용자가 회로 보호에서 기대하는 필수 보호 수준을 희생하거나 손상시키지 않는 더 작고 더 작은 장치를 지속적으로 설계해야 합니다.”라고 마케팅 이사인 Lee Bourns가 말했습니다. Bourns의 회로 보호용.
동시에 이러한 설계는 낙뢰 및 전압 서지로 인한 일시적인 손상에 점점 더 취약해지고 있으며 회로 내의 개별 구성 요소가 점점 더 작아지고 많은 전력을 처리하거나 일시적인 위협을 처리하지 못할 수 있으므로 더욱 복잡해집니다. 더 큰 크기의 장치는 물론이라고 그는 말했습니다.
MOV는 계속해서 과전압 보호를 위해 많이 사용되며 MOV의 수명을 연장하기 위해 GDT와 함께 자주 사용된다고 Bourns는 말했습니다. "그러나 그것들이 항상 압축된 보드 공간과 더 작은 풋프린트 크기에 대한 요구 사항을 충족하지는 않습니다."
이것은 0402 또는 0201 또는 더 작은 실장 크기를 가질 수 있는 다른 유형의 회로 보호 장치와 같은 초소형 부품이 아니라고 덧붙였습니다. 기존 원통형 GDT의 크기는 5 × 5mm 및 8 × 6mm이며 MOV와 결합할 때 상당한 양의 보드 공간을 차지합니다.
많은 경우 설계 엔지니어는 보호 요구 사항을 충족하기 위해 성능이 낮은 공간 절약형 구성 요소 또는 지나치게 지정된 장치 중에서 선택해야 합니다. Bourns는 "IsoMOV 보호기를 사용하여 설계자는 이제 성능, 크기, 비용 또는 재설계 타협 없이 애플리케이션에 적합한 수준의 서지 보호를 얻을 수 있습니다.
그것이 시작된 곳
2019년 Bourns는 단일 패키지에 기계적으로 결합된 개별 FLAT GDT와 개별 MOV를 사용하는 GMOV 하이브리드 보호기 기술을 개발했습니다. 새로운 IsoMOV 하이브리드 과전압 보호 부품은 두 MOV 디스크 사이에 직접 GDT를 내장함으로써 이러한 아이디어를 한 차원 높였습니다.
평면 기술 GDT는 GDT의 풋프린트 크기를 크게 줄였지만 진화하는 모든 회로 설계 요구 사항을 해결하기에 충분하지 않다고 Bourns는 말했습니다.
이 회사는 몇 년 동안 하이브리드 프로텍터 기술을 연구해 왔습니다. Bourns의 회로 보호 엔지니어링 이사인 Kelly Casey는 실제로 GDT를 소형화하기 위한 프로젝트를 포함하여 몇 가지 회사 프로젝트에서 성장했다고 말했습니다. 그러나 디자인 이면의 아이디어는 실제로 회사 CEO Gordon Bourns가 세라믹 전극 GDT에 대해 논의할 때 나왔습니다.
통합 설계의 주요 이점은 일반적으로 더 큰 기존 MOV 장치에서 볼 수 있는 성능 사양을 제공한다는 것입니다. 이를 통해 설계자는 서지 보호 성능을 공간 요구 사항에 더 잘 맞출 수 있으며 PCB 재설계 없이 GDT 절연을 포함하도록 MOV 과전압 보호를 업그레이드할 수 있습니다.
많은 설계자들이 훨씬 더 높은 전압과 서지 전류 정격 MOV를 지정하여 장치가 차단점까지 스트레스를 받지 않도록 하는 반면, 다른 설계자는 GDT를 MOV와 직렬로 배치하여 누설 전류를 제거하고 MOV의 수명을 연장한다고 Casey가 말했습니다.
Casey는 "오류가 없는지 확인하기 위해 이러한 제품을 과도하게 지정하는 엔지니어가 많이 있습니다."라고 말했습니다. "그들은 실제 애플리케이션이 요구하는 것보다 더 높은 전압, 더 높은 전류 정격 부품을 구입할 것입니다."
IsoMOV를 사용하면 디자이너는 몇 가지 선택을 할 수 있습니다. 그들은 더 작은 부품을 선택하거나 동일한 크기를 유지하고 더 견고한 디자인을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 동급 최강의 표준 10mm MOV의 정격은 2,000A로, 3,000mm IsoMOV의 정격 10A에 비해 실제로는 표준 14mm MOV와 동등합니다(표 참조 아래에).
IsoMOV 서지 등급 대 표준 MOV(출처: Bourns Inc.)
또한 업계 표준 핀 레이아웃을 사용하는 IsoMOV 보호기는 핀 대 핀 드롭인 교체 폼 팩터에서 동일한 크기의 표준 MOV로 성능 및 안정성 업그레이드를 제공합니다.
디자인
GDT와 MOV를 단일 패키지로 결합함으로써 IsoMOV는 GDT가 MOV를 통한 누설 전류를 차단하여 조기 고장으로 이어질 수 있으므로 회로 설계에 추가 구성 요소를 추가하지 않고도 MOV를 본질적으로 더 강력하게 만듭니다.
누설 경로를 생성하지 않고 GDT 기능이 배치되는 두 MOV 디스크 사이에 캐비티가 있습니다. MOV 디스크는 캐비티를 생성하는 오목면이 있으며 캐비티에는 여러 기능을 제공하는 유리 재료가 있습니다. 여기에는 GDT 챔버의 불활성 가스 밀봉, 두 MOV 디스크를 서로 절연하여 GDT가 작동하도록 하고 GDT 전극 사이에 긴 누출 경로를 제공하여 GDT의 수명을 연장하는 것이 포함됩니다.
IsOMOV 하이브리드 프로텍터의 단면(출처: Bourns Inc.)
또한 IsoMOV 장치의 향상된 서지 기능은 고유한 EdgMOV 형상에 기인합니다. MOV를 단락시키는 금속화 가장자리의 번 구멍인 주요 고장 모드를 제거하여 MOV 성능을 향상시킵니다. EdgMOV 지오메트리는 전류를 가장자리에서 멀리 흐르게 하여 이러한 실패 모드를 제거합니다. 또한 서지 에너지의 더 나은 분배를 허용하여 서지로 인한 MOV 소자의 노화를 늦춥니다. 또한 더 나은 에너지 분배는 단위 면적당 서지 용량을 증가시킵니다.
그렇다면 IsoMOV는 어떻게 작동합니까? 과도 현상이 발생하면 IsoMOV는 기존 MOV와 마찬가지로 전압을 클램핑하지만 GDT가 스위치 역할을 하기 때문에 MOV는 전압의 일정한 압력을 지속적으로 견딜 필요가 없다고 Casey는 말했습니다.
GDT는 IsoMOV의 수명을 위한 핵심 요소라고 그는 말했습니다. “전체 수명 동안 MOV는 실제로 몇 초 동안만 전력선에 연결됩니다. GDT는 몇 마이크로초 또는 밀리초 동안만 지속되는 번개 이벤트를 제외하고는 항상 그 전압을 사용하고 있습니다.”
“MOV의 문제 중 하나는 시간이 지남에 따라 누출되는 경향이 있다는 것입니다. 그들은 높은 온도와 높은 습도를 좋아하지 않습니다. 이 모든 것들이 누설 전류를 유발합니다.”라고 Casey는 말했습니다. "그리고 누설 전류가 증가하기 시작하면 장치가 예열되기 시작하고 장치가 예열됨에 따라 더 많이 누출되어 폭주 상태가 됩니다. 제거되는 MOV와 직렬로 GDT를 사용합니다."
그러나 이러한 장치를 함께 사용할 때 지불해야 하는 패널티가 있습니다. 이 시간은 일반적으로 300나노초 미만으로 GDT를 켜는 시간이며 이 시간 동안 프런트 엔드 전압 스파이크가 발생합니다. 그는 전압 스파이크가 개별 GDT 및 MOV 솔루션에서도 발생하므로 GDT와 MOV를 함께 사용하는 설계자에게 이것은 새로운 것이 아닙니다. "대부분의 응용 프로그램에서 지속 시간이 너무 짧기 때문에 전혀 영향을 미치지 않습니다."
과도(또는 번개 서지)가 끝나면 IsoMOV는 정상 대기 기능으로 다시 재설정됩니다. “이 디자인에서 MOV는 대기 중이지만 근무 중이 아닙니다. 이러한 과도 상태 동안 GDT가 깨우기를 기다리고 있습니다.”라고 Casey가 말했습니다.
IsoMOV 하이브리드 프로텍터 설계(Bourns Inc.)
IsoMOV 보호기 시리즈는 UL 1449 Type 5 인증을 받았습니다. IEC에는 현재 IsoMOV를 인식하는 표준이 없지만 Bourns는 표준 기관과 협력하여 하이브리드 기술을 인식할 수 있는 변경 사항을 제출하고 있습니다. Casey는 현재 개발 중인 IEC 37B에 포함될 것이라고 말했습니다.
IsoMOV 프로텍터 시리즈가 출시되었습니다. 부품 번호 지정에 대한 한 가지 주의 사항. IsoMOV 부품 번호는 크기가 아닌 서지 정격, 즉 IsoM3-xxx(3kV), IsoM5-xxx(5kV) 및 IsoM8-xxx(8kV)로 지정됩니다.
"우리는 디자이너가 크기에 상응하는 제품을 구매하는 것에 대해 생각하는 것을 원하지 않고 크기와 서지 기능을 실제로 고려하기를 원합니다. 그래서 우리가 했던 방식으로 번호를 매겼습니다." 데이터시트를 보려면 여기를 클릭하십시오. 하이브리드 보호 장치에 대한 자세한 내용은 일련의 백서에서 찾을 수 있습니다.
본즈에 대해