融合GDT和MOV，Bourns打造創(chuàng)新型過壓保護器件

當前，不管是汽車、工業(yè)設備、醫(yī)療器械、新能源設備、還是家用電器等，其內(nèi)部元器件的復雜度以及使用環(huán)境的惡劣性都在與日俱增。當電氣供應不穩(wěn)定時，如果沒有高效穩(wěn)定的保護措施，小則單一元器件損壞造成設備停機，更嚴重的后果是整臺設備由于過壓及相關(guān)聯(lián)的高浪涌電流導致徹底報廢，造成巨大的經(jīng)濟損失。

在使用電子電氣設備的眾多惡劣環(huán)境中，雷電是其中的代表。我國某縣城的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每年因雷電導致過壓造成的設備損壞占整體的70.11%，單一工作單位的損失就可達數(shù)十萬元。再加上如今消費者對于設備的功能要求越來越嚴苛和多樣，促使電路保護元件已經(jīng)從最開始的玻璃管保險絲，發(fā)展成為龐大的電子元器件分支。

為了幫助設備廠商應對日益復雜多變的市場環(huán)境，提高產(chǎn)品市場競爭力，全球知名的電子元器件制造與供貨商美國柏恩(Bourns)推出了GMOV?系列過電壓保護元件(以下簡稱GMOV?系列)。

圖：GMOV?系列產(chǎn)品構(gòu)成圖

當前，很多器件廠商選擇使用金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和氣體放電管(GDT)的離散組合，以此提供魯棒、低泄漏的前端保護方案來應對電壓暫態(tài)響應。Bourns公司代理商世健公司(Excelpoint)技術(shù)支持部副總監(jiān)Angus Zhao表示：“Bourns創(chuàng)新地將自家專利且節(jié)省空間的FLAT?技術(shù)扁平氣體放電管(FLAT-GDT)與金屬氧化物壓敏電阻(MOV)相結(jié)合，創(chuàng)造出精巧且增強的過壓組合式保護器。GMOV?系列更為緊湊、堅固，滿足了嚴苛的小型化器件要求，結(jié)合MOV的高壓續(xù)流遮斷能力的特點，解決了單獨采用GDT的續(xù)流問題。同時，GMOV?有效地消除由于MOV漏電流或者過電流造成的發(fā)熱損壞和其他大多數(shù)損壞，進而形成一種零待機能耗的保護解決方案。由于極間電容小于4pF，可同時用于電源和一些信號線的防護場景;標準的14mm和20mm封裝兼容MOV產(chǎn)品封裝，滿足UL1449的安規(guī)要求的應用場景?！?/span>

在低頻條件下，GMOV?系列的限壓等于單個MOV和GDT組件的限壓之和。在實際應用中，可提高電路實際的耐壓需求。

當器件中有浪涌電壓時，GMOV?系列里面的GDT能夠在不到一微秒的時間內(nèi)，快速打開并連接MOV，將浪涌電壓控制到可接受的水平。當浪涌電壓過去，線路電壓下降后通過MOV，關(guān)閉GDT。一旦GDT關(guān)閉，GMOV?系列就會像以前一樣斷開MOV與線路的連接。GMOV?系列的功能是一種非常特殊的“共生”關(guān)系，在這種關(guān)系中，GDT和MOV共同工作，這也是其能夠長期穩(wěn)定有效的關(guān)鍵所在。

圖：GMOV?系列線路圖

相較于MOV器件，GMOV?系列過電壓保護元件能夠應對瞬態(tài)和瞬時過壓尖峰，避免在惡劣環(huán)境中出現(xiàn)退化和失效的情況，顯著增加了MOV的MTBF(平均故障間隔時間)，提供更高水平的性能和安全性。GMOV?系列采用標準14mm和20mm MOV封裝，可直接替代標準14和20mm MOV。

圖：產(chǎn)品尺寸圖(單位：mm)

下圖是MOV器件和GMOV?系列在實際應用中的表現(xiàn)：

通過圖示可以看到，在假定的120Vrms應用中，標準的130V MOV器件在鉗位電壓、泄漏、老化特性和對瞬時過電壓(TOV)的響應幾個方面的表現(xiàn)都是最差的;275V MOV器件能幫助減輕泄漏和老化問題，然而一個瞬時過電壓條件仍可能導致過量的泄漏和器件損壞;第三個例子表明當130V TMOV/iMOV器件集成熱保護時，基礎性能和130V MOV器件相似，但在瞬時過電壓來臨時，仍然有失效的可能;相比較而言，GMOV?系列的鉗位電壓和130V MOV器件類似，但優(yōu)于275V MOV器件，并且泄漏、老化特性和對瞬時過電壓(TOV)的響應方面都是表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。

下圖也讓我們比較直觀地看到了GMOV?系列在保護設備方面的優(yōu)越性能。

通過圖示可以看到，達到Vfp的鉗位轉(zhuǎn)換時間(Clamp Transition Time)表示GDT啟動所需的時間，GMOV?系列產(chǎn)品的鉗位轉(zhuǎn)換時間能夠持續(xù)小于0.3μs。

綜上所述，GMOV?系列非常適用于需要高性能電路保護的交流和直流電源應用。因此，GMOV?系列可用于所有主要市場和垂直行業(yè)，如工業(yè)、消費品、醫(yī)療和通信等。GMOV?系列的應用案例包括電涌保護器件(SPD)、白色家電、充電器、太陽能(新能源儲能)、醫(yī)療電子(低/中等風險)以及智能電網(wǎng)的電力保護應用的電源和數(shù)據(jù)端口保護。我們甚至可以這樣認為，幾乎很多由AC或DC供電的應用都可以使用GMOV?系列進行過壓保護。

智能電網(wǎng)及能源儲能等市場就是一個很好的例子，GMOV?系列能夠減少泄漏電流這一產(chǎn)品特性在能源市場有極大的吸引力，特別是在存在電壓應力和瞬態(tài)過電壓的情況下，對于防止由于MOV爆裂造成火災等安全隱患的需求。此外，GMOV?系列的4pF級電容優(yōu)勢允許電力數(shù)據(jù)線通信獲得異常高的數(shù)據(jù)速率。

目前，GMOV?系列產(chǎn)品已經(jīng)上市，作為Bourns的代理商，世健公司將會把GMOV?系列添加到產(chǎn)品線目錄和解決方案中，讓世健公司客戶的設備都能夠享受到由GMOV?系列帶來的優(yōu)質(zhì)、持久、全方位的保護。

圖：GMOV?-14D系列產(chǎn)品列表(一)

圖：GMOV?-20D系列產(chǎn)品列表(二)