12V电源防护设计电路图分析

本12V直流电源端口浪涌防护方案可分为两级保护电路,第一级采用一个GDT陶瓷气体放电管、两个电感,第二级采用一个TVS组成的浪涌防护方案。

第一级保护元件GDT陶瓷气体放电管,是一开关型浪涌保护器件,当浪涌电压达到其动作电压值,GDT呈关闭导通状态;GDT动作导通后可泄放千安级别浪涌电流,从而可以泄放大部分沿电源线感应、传导而来的浪涌电流;由于GDT响应时间在较慢(微秒),其浪涌残余电压可达六百伏以上,后极电源芯片无法承受,所以必须配合第二级保护电路。

12V电源防护设计电路图分析 

本保护电路采用三极GDT,两边电极可防护差模浪涌,两边电极对中间电极可泄放共模浪涌。

由于前级GDT陶瓷气体放电管响应时间在微秒级别,而后级TVS瞬态抑制二极管响应时间在皮秒级别(快百万倍),所以前级与后级保护元件必需要耦合退耦器件进行延时与分压;本保护电路采用电感L作为耦合退耦器件,电感L具有阻交流通直流的特性,这一特性可以对浪涌形成阻碍作用,但又不会影响直流电源的传输。

第二级保护器件TVS瞬态抑制二极管,是一箝位型保护器件,其特点是响应时间快,箝位电压低,但有功率小的缺点,所以必须放在后级保护。