CC BY
38Компоненты и технологии, № 6'2001
Компоненты
Чем PolySwitch
лучше керамического позистора
Мы уже рассказывали о самовосстанавливающихся, или обратимых, предохранителях PolySwitch производства Тусо Е!во[гоп1с$ РауеЬет — о принципах их работы, а также о подборе этих элементов на примере серии TR для защиты телекоммуникационного оборудования («Компоненты и технологии» № 2, 2001). У ряда читателей возник вопрос: Чем PolySwitch лучше позисторов — керамических элементов защиты с положительным коэффициентом сопротивления (ПТК), если вообще можно говорить о каких-то преимуществах?
Константин Курышев
kurishev@yeint.spb.ru
Зависимость импеданса керамики с ПТК от напряжения Источник = 10/350 [измер. импульсный, 40 Ом
10 Ohm, 265 V СРТС 15 Ohm, 265 VСРТС 25 Ohm, 265 VСРТС 10 Ohm, 600 V СРТС 47 Ohm, 250 V СРТС TR600-160
0.1 ■
о о оооо о о оооо
Ю Ч> КСООО
Амплитуда импульса, В
Преимущество первое, или нечувствительность к броскам напряжения
Посмотрим, как изменяется нормированный импеданс различных защитных элементов при воздействии высоковольтных импульсов (рис. 1). Керамика с различным начальным сопротивлением ведет себя одинаково, а именно теряет, как правило, несколько десятков процентов от своего начального сопротивления. Например, 50-омный керамический позистор под воздействием импульса амплитудой 1,5 кВ (стандарт ITU) становится 15-омным.
Разработчики при выборе компонентов для защиты от перенапряжения должны учитывать падение импеданса. Непостоянство активного сопротивления керамического позистора особенно существенно для разработки цифровых схем с заданным бюджетом сопротивления. Очевидно, что для полимерных обратимых предохранителей сопротивление по постоянному току ниже, чем у керамических, обеспечивающих равноценную защиту от бросков напряжения.
Преимущество второе, или когда плюс не становится минусом
Называть керамические обратимые предохранители позисто-рами, то есть элементами с ПТК, можно только с большой натяжкой.
Обратимся к графикам нормированного сопротивления защитного элемента в диапазоне температур (рис. 2). Зеленая и синяя кривые характеризуют поведение керамических позисторов. В двух
Failed'
областях (при 40.. .70 °С и 200.. .220 °С) позистор ведет себя как резистор с отрицательным температурным коэффициентом. Притом если в первой области мы наблюдаем локальный минимум, то во второй зоне возврат к ПТК уже не наблюдается. Красная кривая показывает неуклонный и достаточно крутой рост сопротивления при нагреве. Такова характеристика Ро1у8-ш1сЬ, показывающая, что полимерный предохранитель всегда сохраняет ПТК.
Преимущество третье, или отсутствие частотной зависимости
Одного взгляда на частотную характеристику керамических позисторов (рис. 3) достаточно, чтобы убедиться в том, что керамика вносит значительную емкость. Поэтому она вызывает деградацию высокочастотных (ВЧ) сигналов и резонансы, причем резонансные частоты зависят от разводки плат. Как следствие, применение керамики в ВЧ-схемах (начиная от сотен килогерц), в частности для КБЫ и хНБ8Ь, практически невозможно.
Полимерные материалы имеют чисто резистивный отклик в диапазоне по крайней мере до 100 МГц включительно, вследствие чего не вносят емкостной нагрузки, не резонируют с паразитными индуктивностями печатных плат и не инициируют деградации ВЧ-сигналов. Следовательно, принимая во внимание неизбежный рост скоростей передачи информации, который затрагивает и телефонию, важно не ошибиться с элементом защиты.
Насколько существенны эти преимущества полимерных (или недостатки керамических) предохранителей, инженер-разработчик может решить самостоятельно. Однако, принимая во внимание сопоставимость уровней цен тех и других элементов (а в случае с предохранителями для поверхностного монтажа Ро1у8-ш1сЬ побеждает с явным преимуществом), вывод сделать несложно.
В статье использованы материалы компании Тусо Е1ес1гошс8 ИаусЬеш.
