嵌入式接口保護設計方案

　　接口是嵌入式設備中最常見(jiàn)的組成部分，是數據傳輸的通道，它起著(zhù)數據傳輸與隔離保護電路的作用，今天我們一起探討接口保護設計一種常見(jiàn)方案。

　　氣體放電管是一種陶瓷或玻璃封裝的，內充低壓惰性氣體(氬氣或氖氣)的短路型保護器件，主要利用放電管兩金屬極板間的氣體放電實(shí)現保護，氣體放電管的原理圖符號詳見(jiàn)下圖1。

　　圖 1 氣體放電管常見(jiàn)符號

　　氣體放電管的工作原理是氣體放電，當兩極間電壓足夠大時(shí)，極間氣體間隙將被擊穿，由原來(lái)的絕緣狀態(tài)轉化為導電狀態(tài)，類(lèi)似短路。導電狀態(tài)下兩極間維持的電壓很低，一般在20～ 50V ，因此可以起到保護后級電路的效果。氣體放電管的主要指標有：響應時(shí)間、直流擊穿電壓、沖擊擊穿電壓、通流容量、絕緣電阻、極間電容、續流遮斷時(shí)間等。

　　圖 2 氣體放電管工作原理

　　防雷電路的設計中，應注重氣體放電管的直流擊穿電壓、沖擊擊穿電壓、通流容量等參數值的選取。在普通交流線(xiàn)路上與其他保護器件配合使用的放電管，要求它在線(xiàn)路正常運行電壓及其允許的波動(dòng)范圍內不能動(dòng)作，則它的直流放電電壓應滿(mǎn)足： min(Ufdc)≥1.8UP。式中， Ufdc為直流擊穿電壓， min(Ufdc )表示直流擊穿電壓的最小值， UP為線(xiàn)路正常運行電壓的峰值。

　　圖 3 防雷電路設計

　　氣體放電管主要可應用在交流電源口相線(xiàn)、中線(xiàn)的對地保護，直流電源的工作地和保護地線(xiàn)之間的保護;信號口線(xiàn)對地的保護，射頻信號饋線(xiàn)芯線(xiàn)對屏蔽層的保護。

　　氣體放電管的失效模式多數情況下為開(kāi)路，因電路設計原因或其它因素導致放電管長(cháng)期處于短路狀態(tài)而燒壞時(shí)，也可引起短路的失效模式。氣體放電管使用壽命相對較短，多次沖擊后性能會(huì )下降。因此由氣體放電管構成的防雷器長(cháng)時(shí)間使用后存在維護及更換的問(wèn)題。