Bourns, Inc., onlarca yıldır metal oksit varistör (MOV) cihaz tasarımında en önemli atılımlardan birini gerçekleştirdiğini iddia etti. Yeni IsoMOV koruyucuları veya hibrit koruma bileşenleri, gaz deşarj tüpü (GDT) fonksiyonunu doğrudan MOV'un kendisine entegre ederek daha küçük paketlerde daha yüksek dalgalanma değerlerinin yanı sıra daha fazla sağlamlık sağlar. GDT'yi entegre ederek kaçak akımların neden olduğu MOV bozulma sorunlarını da çözer ve MOV'un çalışma ömrünü uzatır.
IsoMOV koruyucuları daha düşük kapasiteye, çok düşük sızıntıya ve yüksek enerji işleme yoğunluğuna sahiptir. Klima Voltaj değerleri 175 V ile 555 V arasında değişir. Üç modeli mevcuttur: IsoM3, IsoM5 ve IsoM8, nominal dalgalanma değerleri sırasıyla 3 kA, 5 kA ve 8 kA'dır. Cihazlar, daha küçük çaplı ve biraz daha kalın olan tanıdık radyal disk MOV paketinde mevcuttur. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila 125°C'dir.
IsoMOV ailesinin genişletilmiş sıcaklık aralığı ve düşük sızıntısı, onu endüstriyel, enerji hattı iletişimleri, yüksek hızlı bilgi ve iletişim için çok uygun hale getirir teknoloji Bourns, (BİT) ekipmanlarının yanı sıra onarımların hem fiziksel olarak zorlayıcı hem de pahalı olabileceği bir dizi zorlu ortam veya uzak uygulama olduğunu söyledi.
Bourns IsoMOV koruyucuları (Kaynak: Bourns Inc.)
"Daha karmaşık devrelerin ve küçültülmüş bileşen boyutlarının birbirine yaklaştığını gördükçe, devre korumanın bu trendleri doğrudan karşılaması gerekiyor, bu nedenle tasarımcıların ve son olarak son kullanıcıların devre korumasından beklediği gerekli koruma seviyelerinden ödün vermeyen veya bu seviyelerden ödün vermeyen, giderek daha küçük cihazlar tasarlamamız gerekiyor," dedi pazarlama müdürü Lee Bourns Bourns'ta devre koruması için.
Aynı zamanda, bu tasarımlar yıldırım ve voltaj dalgalanmalarından kaynaklanan geçici hasarlara karşı giderek daha duyarlı hale geliyor ve devre içindeki bireysel bileşenler giderek daha küçük hale geldikçe ve daha fazla güçle veya geçici tehditlerle başa çıkamayabildikçe bu durum daha da karmaşık hale geliyor. yanı sıra daha büyük boyutlu bir cihazın da olacağını söyledi.
Bourns, MOV'ların aşırı gerilim koruması için yüksek oranda kullanılmaya devam ettiğini ve MOV'ların ömrünü uzatmak için sıklıkla GDT'lerle birlikte kullanıldığını söyledi. "Ancak yoğunlaştırılmış tahta alanı ve daha küçük ayak izi boyutlarına yönelik gereksinimleri her zaman karşılamıyorlar."
Bunların, 0402 veya 0201 veya hatta daha küçük ayak izi boyutlarına sahip olabilen diğer devre koruma cihazları türleri gibi ultra küçük bileşenler olmadığını ekledi. Geleneksel silindirik GDT'ler 5 × 5 mm ve 8 × 6 mm boyutlarındadır ve MOV ile birleştirildiğinde önemli miktarda tahta alanı kaplarlar.
Çoğu durumda tasarım mühendisleri, koruma gereksinimlerini karşılamak için daha düşük performanslı, yerden tasarruf sağlayan bileşenler veya aşırı spesifikasyonlara sahip cihazlar arasında seçim yapmak zorunda kalır. Bourns, "IsoMOV koruyucularla tasarımcılar artık herhangi bir performans, boyut, maliyet veya yeniden tasarımdan ödün vermek zorunda kalmadan uygulamaları için doğru düzeyde aşırı gerilim korumasını elde edebilirler" dedi.
Nereden başladı
2019'da Bourns, ayrı bir FLAT GDT'nin yanı sıra tek bir pakette mekanik olarak birleştirilen ayrı bir MOV kullanan bir GMOV hibrit koruyucu teknolojisi geliştirdi. Yeni IsoMOV hibrit aşırı gerilim koruma bileşenleri, GDT'yi doğrudan iki MOV diski arasına yerleştirerek bu fikri bir sonraki seviyeye taşıyor.
Bourns, düz teknolojili GDT'lerin GDT'nin kapladığı alanı önemli ölçüde azalttığını ancak gelişen devre tasarımı gereksinimlerini çözecek kadar ileri gitmediğini söyledi.
Şirket birkaç yıldır hibrit koruyucu teknolojisi üzerinde çalışıyor. Bourns'un devre koruması mühendislik direktörü Kelly Casey, aslında GDT'leri minyatürleştirmek de dahil olmak üzere birkaç şirket projesinden ortaya çıktığını söyledi. Ancak tasarımın arkasındaki fikir aslında seramik elektrotlu GDT'leri tartışırken şirketin CEO'su Gordon Bourns'tan geldi.
Entegre tasarımın önemli bir faydası, genellikle daha büyük geleneksel MOV cihazlarında bulunan performans özelliklerini sağlamasıdır. Bu, tasarımcıların aşırı gerilim koruma performansını alan gereksinimlerine göre daha iyi uyarlamalarına olanak tanır ve PCB'nin yeniden tasarlanmasına gerek kalmadan MOV aşırı gerilim korumalarını GDT izolasyonunu içerecek şekilde yükseltmelerine olanak tanır.
Casey, birçok tasarımcının, cihazların kırılma noktalarına kadar gerilmemesini sağlamak için çok daha yüksek voltajlarda ve aşırı akımlarda derecelendirilmiş MOV'lar belirlediğini, diğerlerinin ise kaçak akımları ortadan kaldırmak ve MOV'un ömrünü uzatmak için GDT'leri MOV'larla seri halinde yerleştirdiğini söyledi.
Casey, "Bir arıza olmadığından emin olmak için bu ürünleri gereğinden fazla detaylandıran çok sayıda mühendis var" dedi. "Gerçek uygulamalarının gerektirdiğinden daha yüksek voltajlı, daha yüksek akım dereceli bir parça satın alacaklar."
IsoMOV ile tasarımcıların bazı seçenekleri var. Daha küçük bir parça seçebilir veya aynı boyutta kalıp daha sağlam bir tasarım elde edebilirler. Örnek olarak, sınıfının en iyisi olan standart bir 10 mm MOV, 2,000 amper (A) olarak derecelendirilirken, 3,000 mm IsoMOV için 10 A değere sahiptir; bu aslında standart 14 mm MOV ile eşdeğerdir (tabloya bakın) altında).
IsoMOV dalgalanma değerleri ve standart MOV'lar (Kaynak: Bourns Inc.)
Ek olarak, endüstri standardı pin düzenleriyle IsoMOV koruyucuları, pinten pine değiştirme form faktöründe aynı boyuttaki standart MOV'lara performans ve güvenilirlik yükseltmesi sunar.
Dizayn
IsoMOV, GDT ve MOV'u tek bir pakette birleştirerek, GDT'nin MOV üzerinden erken arızaya yol açabilecek kaçak akımları engellemesine olanak tanıyarak, devre tasarımına ek bileşenler eklemeden MOV'u doğası gereği daha sağlam hale getirir.
İki MOV diski arasında GDT fonksiyonunun sızıntı yolu oluşturmadan yerleştirildiği bir boşluk bulunmaktadır. MOV disklerinin boşluğu oluşturan içbükey bir tarafı vardır ve boşlukta çeşitli işlevlere hizmet eden bir cam malzeme bulunur. Bunlar arasında GDT bölmesindeki inert gazın sızdırmaz hale getirilmesi, iki MOV diskinin birbirinden yalıtılması, GDT'nin işini yapmasına olanak sağlanması ve GDT elektrotları arasında GDT'nin ömrünü uzatan uzun bir sızıntı yolu sağlanması yer alır.
IsOMOV hibrit koruyucunun kesiti (Kaynak: Bourns Inc.)
Ek olarak, IsoMOV cihazının gelişmiş dalgalanma kapasitesi, benzersiz EdgMOV geometrisine bağlanmaktadır. MOV'un kısa devre yapmasına neden olan metalizasyonun kenarındaki yanma deliği olan ana arıza modunu ortadan kaldırarak MOV performansını artırır. EdgMOV geometrisi, akımı kenarlardan uzağa doğru yönlendirerek bu arıza modunu ortadan kaldırır. Ayrıca dalgalanma enerjisinin daha iyi dağıtılmasına olanak tanır ve bu da MOV elemanlarının dalgalanmalar nedeniyle yaşlanmasını yavaşlatır. Ayrıca daha iyi enerji dağıtımı birim alan başına dalgalanma kapasitesini artırır.
Peki IsoMOV nasıl çalışıyor? Geçici durum meydana geldiğinde, IsoMOV voltajı tıpkı geleneksel bir MOV gibi sıkıştırır, ancak GDT anahtar görevi gördüğü için MOV'un sürekli olarak üzerindeki voltajın sabit basıncını tolere etmek zorunda olmadığını söyledi Casey.
GDT'nin IsoMOV'un uzun ömürlülüğünün anahtar parçası olduğunu söyledi. "MOV, tüm ömrü boyunca güç hattına yalnızca birkaç saniyeliğine bağlı kalıyor. GDT, yalnızca birkaç mikrosaniye veya milisaniye süren bir yıldırım olayı haricinde her zaman bu voltajı alıyor."
"MOV'larla ilgili sorunlardan biri de zamanla sızıntı yapma eğiliminde olmalarıdır. Yüksek sıcaklıklardan ve yüksek nemden hoşlanmazlar; Bütün bunlar kaçak akımlara yol açıyor” dedi Casey. “Ve kaçak akımlar artmaya başladığında cihaz ısınmaya başlıyor ve cihaz ısındıkça daha da fazla sızıntı yapıyor ve kontrolden çıkma durumuna giriyor. GDT'nin MOV ile seri halinde olmasıyla ortadan kaldırılıyor."
Bununla birlikte, Casey, bu cihazları birlikte kullandığınızda ödenmesi gereken bir ceza olduğunu, yani GDT'yi açma süresinin genellikle 300 nanosaniyeden az olduğunu ve bu süre zarfında ön uç voltajında bir artış olduğunu söyledi. Gerilim yükselmesinin ayrı GDT ve MOV çözümlerinde de meydana geldiğini, dolayısıyla bunun GDT'leri ve MOV'ları birlikte kullanan tasarımcılar için yeni bir şey olmadığını belirtti. "Uygulamaların büyük çoğunluğunda kesinlikle hiçbir etkisi yok çünkü süresi çok kısa."
Geçici akım (veya yıldırım dalgalanması) sona erdiğinde IsoMOV normal bekleme fonksiyonuna geri döner. “Bu tasarımda MOV görevde ancak görevde değil. Bu geçici durumlar sırasında GDT'nin kendisini uyandırmasını bekliyor" dedi Casey.
IsoMOV hibrit koruyucunun tasarımı (Bourns Inc.)
IsoMOV koruyucu serisi UL 1449 Tip 5 onaylıdır. IEC'nin şu anda IsoMOV'u tanıyacak bir standardı yok ancak Bourns, hibrit teknolojiyi tanıyacak değişiklikleri sunmak için standartlar organıyla birlikte çalışıyor. Casey, muhtemelen şu anda geliştirilmekte olan IEC 37B kapsamında yer alacağını söyledi.
IsoMOV koruyucu serisi artık mevcut. Parça numaralandırmasıyla ilgili sadece bir uyarı. IsoMOV parça numaraları, boyutlarına göre değil, IsoM3-xxx (3 kV), IsoM5-xxx (5 kV) ve IsoM8-xxx (8 kV) gibi dalgalanma değerlerine göre belirlenir.
"Tasarımcıların boyuta göre eşdeğer bir satın alma işlemi yapmayı düşünmelerini istemiyoruz, onların gerçekten boyut ve dalgalanma kapasitesini dikkate almalarını istiyoruz, bu yüzden onları yaptığımız gibi numaralandırdık." Veri sayfası için buraya tıklayın. Hibrit koruma cihazları hakkında daha fazla bilgiyi bir dizi teknik incelemede bulabilirsiniz.
Bourns hakkında