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  • 什么是强电?什么是弱电?还傻傻分不清楚?

    强电 强电这一概念是相对于弱电而言,一般并无电压电流的具体界限划分。 电子类人们习惯分为强电(电力)和弱电(信息)两部分。两者既有联系又有区别,一般来说强电的处理对象是能源(电力),其特点是电压高、电流大、功率大、频率低,主要考虑的问题是减少损耗、提高效率,弱电的处理对象主要是信息,即信息的传送和控制,其特点是电压低、电流小、功率小、频率高,主要考虑的是信息传送的效果问题,如信息传送的保真度、速度、广度、可靠性。一般来说,弱电工程包括电视工程、通信工程、消防工程、保安工程、影像工程等等和为上述工程服务的综合布线工程。弱电是针对强电而言的。强电=(380/220)、高压不管。 在电力系统中,36v以下的电压称为安全电压,3kv以下的电压称为低压,3kv以上的电压称为高压,直接供电给用户的线路称为配电线路,如用户电压为380/220v,则称为低压配电线路,也就是家庭装修中所说的强电(因它是家庭使用最高的电压)。强电一般是指交流电电压在24V以上。如家庭中的电灯、插座等,电压在110V~220V。家用电气中的照明灯具、电热水器、取暖器、冰箱、电视机、空调、音响设备等用电器均为强电电气设备。 智能化系统为建筑设备监控系统、安全防范系统、通讯网络系统、信息网络系统、火灾自动报警及消防联动等系统,以集中监视、控制和管理为目的构成的综合系统;家庭内各种数据采集、控制、管理及通讯的控制或网络系统等线路,则称为智能化线路(也就是家庭装修中所说的弱电)。弱电一般是指直流电路或音频、视频线路、网络线路、电话线路,直流电压一般在24V以内。家用电气中的电话、电脑、电视机的信号输入(有线电视线路)、音响设备(输出端线路)等用电器均为弱电电气设备。 弱电 弱电一般是指直流电路或音频、视频线路、网络线路、电话线路,直流电压一般在32V以内。家用电器中的电话、电脑、电视机的信号输入(有线电视线路)、音响设备(输出端线路)等用电器均为弱电电气设备。 建筑中的弱电主要有两类:一类是国家规定的安全电压等级及控制弱电电压等低电压电能,有交流与直流之分,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 狭义上的建筑弱电主要是指:安防(监控、周界报警、停车场)、消防(电气部分)、楼控以及网络综合布线和音频系统等。 与强电的区别 强电和弱电从概念上讲,一般是容易区别的,主要区别是用途的不同。强电是用作一种动力能源,弱电是用于信息传递。它们大致有如下区别: 1、交流频率不同 强电的频率一般是50Hz,称“工频”,意即工业用电的频率:弱电的频率往往是高频或特高频,以KHz(千赫)、MHz(兆赫)计。 2、功率、电压及电流大小不同 强电功率以千瓦、兆瓦计、电压以伏、千伏计,电流以安、千安计;弱电功率以瓦、毫瓦计,电压以伏、毫伏计,电流以毫安、微安计,因而其电路可以用印刷电路或集成电路构成。 3、传输方式不同 强电以输电线路传输,弱电的传输有有线与无线之分。无线电则以电磁波传输。 4、分类 建筑中的弱电主要有两类:一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 功能及应用 电力应用按照电力输送功率的强弱可以分为强电与弱电两类。建筑及建筑群用电一般指交流220V50Hz及以上的强电。主要向人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,例如空调用电,照明用电,动力用电等等。 智能建筑中的弱电主要有两类,一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,交流36V以下,直流24V以下,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 人们习惯把弱电方面的技术称之为弱电技术。可见智能建筑弱电技术基本涵义仍然是原来意义上的弱电技术。只不过随着现代弱电高新技术的迅速发展,智能建筑中的弱电技术应用越来越广泛。一般情况下,弱电系统工程指第二类应用。 主要包括:1、电视信号工程,如电视监控系统,有线电视。2、通信工程,如电话。3、智能消防工程。4、扩声与音响工程,如小区的中背景音乐广播,建筑物中的背景音乐。5、综合布线工程,主要用于计算机网络。随着计算机技术的飞速发展,软硬件功能的迅速强大,各种弱电系统工程和计算机技术的完美结合,使以往的各种分类不再像以前那么清晰。各类工程的相互融合,就是系统集成。 常见的弱电系统工作电压包括:24VAC、16.5VAC、12VDC,有的时候220VAC也算弱电系统,比如有的由摄像机的工作电压是220VAC,我们就不能把它们归入强电系统。弱电系统主要针对的是建筑物,包括大厦、小区、机场、码头、铁路、高速公路等。 常见的弱电系统包括:闭路电视监控系统、防盗报警系统、门禁系统、电子巡更系统、停车场管理系统、可视对讲系统、家庭智能化系统及安防系统、背景音乐系统、LED显示系统、等离子拼接屏系统、DLP大屏系统、三表抄送系统、楼宇自控系统、防雷与接地系统、寻呼对讲及专业对讲系统、弱电管道系统、UPS不间断电源系统、机房系统、综合布线系统、计算机局域网系统、物业管理系统、多功能会议室系统、有线电视系统、卫星电视系统、卫星通讯系统、消防系统、电话通讯系统、酒店管理系统、视频点播系统、人力资源管理系统等等。 强电与弱电为什么分开 区分强弱电是因为强弱电之间能不能共槽,否则会干扰弱电的信息传输,影响家中电视、电脑、电话的使用,甚至还可能造成火灾。 那么,在强弱电施工中,如何避免弱电被干扰,以及线路布置中具体有哪些注意事项呢,主要有以下5点: 1、强弱电要分开 在装修中,电路布线改造最忌讳的事情,是把所有线路收纳到一起。所以在改造电路施工时,国家标准是:强弱电要分开走线,禁止共管共盒,且强弱电之间线路的平行距不得小于30cm。但是考虑到实际情况(现代公寓没有做到30cm以上的条件),讲究一些的装修公司会至少留出15厘米,保证留出距离。这个距离也能保证不会出现强电干扰弱电的情况。 2、不同弱电线也要分开 不同的弱电线在一起也会造成信号干扰,为避免这种情况,像电话线、网线、电视线等弱电线在线路作业时一定要分开穿管,不可共用同一条管。 3、布线在前走线在后 无论是强电还是弱电,在布线施工时,应遵循先安装管路再穿线的规则,这样做是为了防止出现无法抽动的现象,方便以后进行维护换线。 4、同一管内线路不宜过多 在强弱电线路布设时,所需管数应当根据导线数量而变化,原则上一根管子不能超过四根导线,千万不能有导线把管内空间塞满的情况。像一般弯管的利用率在四成到五成之间,直线管可以稍高一些,在五成到六成之间为宜。 5、忌避免折断式直角弯 在施工走线中,遇到线路需转弯的情况,千万不能出现折断式的转直角,这样很可能会影响信号强度,且造成导线无法穿过的情况,因此,最好采用大弯,金属角来过弯连接导线。(来源:网络) 两者既有联系又有区别,一般区分原则是强电的处理对象是能源(电力),其特点是电压高、电流大、功率大、频率低,主要考虑的问题是减少损耗、提高效率,弱电的处理对象主要是信息,即信息的传送和控制,其特点是电压低、电流小、功率小、频,主要考虑的是信息传送的效果问题,如信息传送的保真度、速度、广度、可靠性。

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  • 晶圆、封装为什么重要?看完这份芯片资料你就知道了

    现代科技推动下,芯片制造全流程堪称一场精密的工艺之旅,整个工艺过程不仅展示了材料科学的前沿突破,更是人类智慧与先进科技的完美融合。在全球数字化转型背景下,了解半导体制造过程对于从事电子制造领域或对此感兴趣的人来说极为重要。

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  • TGV 技术优劣性及挑战

    随着电子产品需求的不断提升,半导体封装技术的发展已经从2D 结构发展到2.5D 乃至3D结构,这对包括高密度集成和异质结构封装在内的系统级封装(System in Packaging, SiP)提出了更高的要求。以当下热门的晶圆级封装为切入点,重点阐述并总结目前在晶圆级封装结构中出现的3 种垂直互连结构:硅通孔(Through Silicon Via,TSV)、塑封通孔(Through Molding Via,TMV)、玻璃通孔(Through Glass Via,TGV)。这3 种垂直互连结构也是业内公认的推进三维集成封装的关键技术。 21 世纪初,晶圆级封装技术实体问世,起初晶圆级封装依靠其封装尺寸小型化、低成本和高性能的优势在市场应用中获得认可,但随着用户需求的不断提升,移动设备向高集成化、轻量化以及智能化的趋势发展,对先进封装提出了更高的要求。2010 年之后,封装技术有了质的突破,在封装体的纵向和横向上取得显著成效,出现了扇出型封装、多芯片异构集成封装、三维异质集成封装以及将所有封装形式和结构融合于一体的系统级封装。 作为上下互连的中介层结构,垂直互连结构对三维封装集成能力以及实现系统整合具有不可替代的作用,其中硅通孔(Through Silicon Via,TSV)、塑封通孔(Through Molding Via,TMV) 和玻璃通孔(Through Glass Via,TGV)互连结构在近些年的先进封装领域中是最为普遍的结构,通过垂直互连提高了封装体的高密度互连能力,使得集成度更高、传输速率更快、寄生干扰更小、高频特性更优越。 TSV 垂直互连结构 根据硅通孔在工艺制程中形成的顺序,TSV 结构可以分为先通孔工艺(Via First)、中通孔工艺(Via Middle)和后通孔工艺(Via Last)。其中后通孔工艺还分为正面后通孔工艺和背面后通孔工艺。 TSV 技术被看做是一个必然的互连解决方案,也是目前倒装芯片和引线键合型叠层芯片解决方案的很好补充。TSV 结构能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大,外形尺寸最小,并且大大提升芯片传输速度并降低功耗。因此,业内人士将TSV 技术称为继引线键合(Wire Bonding)、载带自动焊(TAB)和倒装芯片(FC)之后的第四代封装技术。 但是TSV 技术的发展也不可避免地存在一些问题亟待解决,首先是超薄硅圆片技术,其次是高密度互连的散热问题,再者是3D封装与目前封装工艺的兼容性问题,包括兼容的工艺设备和工具,这涉及到成本问题,且未形成一套统一的行业标准以及系统的评价检测体系。 TMV 垂直互连结构 TMV 结构的制备原理较为简单,如图5所示,即经过塑封工艺后,利用激光钻孔的方式在塑封体中制备垂直通孔,通孔的底部连接金属。随后,通过溅射和电镀工艺在通孔中填入导电材料,辅助以打线键合及回流焊工艺实现逻辑与内存组件的三维互联。 TMV 技术作为众多3D 垂直互联方案的一种,填补了倒装以及TSV 封装技术等高端市场以外的空白。 TGV 垂直互连结构 随着封装体的集成度不断提高,系统级封装和3D异质结构的复杂性以及器件加工工艺和材料特性能力等的需求,加之TSV/TMV 互连结构本身也存在局限性,所以在2.5D 和3D 封装领域必然出现不同路线的工艺和材料方案,以弥补市场需求。 在2010 年第60 届电子元件和技术会议上,来自德国费劳恩霍夫可靠性和微集成研究所的迈克尔博士,与专业的玻璃材料制造商肖特公司联合,首次提出了TGV 技术概念,提出玻璃通孔在工艺稳定性、制程成本以及射频和微波电性能方面相对于硅通孔较为优越。 在随后的几年里,业界诸多专家学者对玻璃及TGV 结构的应用进行了深入的拓展和探索研究,国内以厦门云天半导体科技有限公司为首,国外以肖特、博世公司为首,在应用领域不断挖掘,目前已知在MEMS 封装、3D IC 转接板以及IPD集成和射频元器件工艺方面的尝试均取得了非常不错的效果。尤其在2015 年之后,由于5G 毫米波概念慢慢进入人们的视野,业内诸多专家学者和无线通讯以及信号基站制造商针对使用玻璃为载体的TGV 结构工艺,探索其在高频信号下的传输性能,最后因玻璃具备电阻率较高、高信号隔离、低介电损耗的特性取得了非常优秀的成果。而TSV 工艺结构中的半导体硅材料,在电场或磁场影响下载流子会移动从而影响电路信号,所以以玻璃为载体的TGV 工艺结构在毫米波产品应用中更优于TSV 结构。 TGV 结构及相关技术在光通信、射频、微波、微机电系统、微流体器件领域有广泛的应用前景。此外,因为玻璃的物理特性可控,工艺中无需制作绝缘层,降低了工艺复杂度和成本,所以在未来三维异质集成中,TGV 结构被认为是替代TSV 结构的理想解决方案。 TGV 结构工艺 对于TGV 互联结构的一大挑战就是如何快速且经济地形成大批量结构通孔(如图7所示)。TGV 结构的通孔形成方法和TSV结构相比,虽然最终目的是一样的,都是完成封装体内部结构的垂直互联作用,但因玻璃和硅材料本身还是存在不小的差异,所以工艺制程上又存在区别,目前为大家熟知的TGV 结构中通孔形成的方式有超声钻孔、喷砂工艺、湿法刻蚀、深反应离子刻蚀DRIE、激光钻孔、聚放电工艺FED、光敏玻璃感光成形以及采用激光诱导深度蚀刻LIDE。 传统的喷砂法、湿法刻蚀法都存在一定的局限性,深反应离子刻蚀的效率十分低下。激光钻孔是较为适用的方法,因其成本低且覆盖范围广赢得了业界的关注。激光钻孔根据波长和类型分为好几类,其中有波长从1 μm 短波激光到10.6 μm 的CO2 激光,还有具备紫外波长的准分子激光。CO2 激光因其工艺质量和效力不高而被否定,而基于准分子激光和聚放电工艺技术的TGV 通孔效力可达每秒上千个玻璃通孔。 乐普科激光电子股份有限公司及厦门云天半导体科技有限公司分别在2014 和2019 年对激光诱导刻蚀工艺进行介绍和深度研究,被认为是目前对TGV 通孔成形最有效的方式。其工艺步骤主要为两步:第一是用皮秒激光去改性基底玻璃,第二步使用10%的HF 去做玻璃刻蚀从而形成玻璃通孔。这一工艺被厦门云天半导体科技有限公司称之为LaserInduce Deep Etching,其形成的玻璃通孔可以获得较高的深宽比,同时没有碎屑和裂纹,工艺具有良好的稳定性,且深入研究表明此工艺如果使用材质是硅玻璃,其垂直通孔形成后表面将更为光滑。LPKF 激光所进行的玻璃改性的处理速度为每秒大约5000 个玻璃通孔,TGV 的直径可达10~50 μm,节约了大量的工艺时间并保证了工艺能力。 形成玻璃通孔只是TGV 结构工艺过程的一部分。填孔和金属化布线是接下来不可或缺的工作。TGV 结构转接板基本流程为:在玻璃通孔完成之后进行通孔电镀,之后再进行介电层和布线层以及金属化层等类似TSV 结构的工艺制程。TGV 金属化流程及相关切片如图8 所示。 TGV 技术优劣性及挑战 玻璃通孔技术虽然有诸多优势,但同时也存在着多方不足。一是现有的方法虽然可以实现TGV 结构,但有些方法会损伤玻璃,且造成表面不光滑;二是大多数加工方法效率低,没法大规模量产;三是TGV 结构的电镀成本和时间相比TSV 结构略高;四是玻璃衬底材质表面的黏附性较差,容易导致RDL 金属层异常;五是玻璃本身的易碎性和化学惰性给工艺开发带来了难度。还有就是此技术对于市场而言还属于相对新兴的技术,虽然已有不错的反响,且市场规模在逐年扩大,但市场需求和应用生态还没有产生很大的改变,有待未来进一步的发展。 TSV、TMV、TGV 结构都有各自的优点和缺点,没有一种通孔结构可以完美应用于各种高密度高维度集成封装。TSV 结构在半导体电子存储和CIS 领域有相对明显的优势,但材料兼容性不高、工艺成本高昂。TMV 结构则工艺简单、成本低廉,具有较高的经济实用性,但工艺技术能力的应用处于相对低端封装领域。TGV 结构虽在射频和微波传输方面有更大的优势,但是材料工艺有局限性。3 种垂直互连结构具体如何运用,还要结合具体的实际应用需求,以使得封装结构更合理,优点更多,性能更突出。同时,未来还需持续优化各个垂直互连结构,改进各垂直互连结构的工艺方法,进一步完善高密度集成封装技术。

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  • 案例解析11种防雷器电路原理

    目录 一、交流电源防雷器(一)单相并联式防雷器(三)单相串联式防雷器(四)三相串联式防雷器二、通信机房用直流电源防雷器(一)并联式直流电源防雷器(二)串联式直流电源防雷器三、通用两级信号防雷器(一)双绞线型(二)同轴线型四、小功率电源变压器或开关电源保护电路(以两组输出为例)五、通讯电子设备的保护电路六、直流电源与信号同传1、110V 不接地电源与信号同传:2、+24V 负极接地电源与信号同传:七、信号电路的二级双重保护方式八、检测/控制电路的保护九、单级信号防雷器1、只用玻璃放电管的保护电路2、只用半导体过压保护器的保护电路3、只用 TVS 管的保护电路十、天馈防雷器1、单级电路天馈防雷器2、二级电路天馈防雷器3、三级电路天馈防雷器十一、防静电保护器 一、交流电源防雷器 (一)单相并联式防雷器 电路一:最简单的电路 说明: 1、优点:电路简单,采用复合对称电路,共模、差模全保护, L、N 可以随便接。 缺点:压敏电阻RV1 短路失效后易引起火灾。最好在每个压敏电阻上串联一个工频保险丝以防压敏电阻短路起火。如果L、N 线不可能接反,则可省去压敏电阻RV2、RV3,将放电管G 的上端直接接到N 线上,构成“1+1”电路。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路二:较安全的电路 说明: 1、优点:采用复合对称电路,共模、差模全保护, L、N 可以随便接,正常工作时无漏电流,可延长器件使用寿命,由于陶瓷气体放电管失效模式大多为开路,不易引起火灾。缺点:万一压敏电阻和陶瓷气体放电管都短路失效时还有可能起火。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路三:通用的安全保护电路 说明: 1、优点:采用复合对称电路,共模、差模全保护,L、N 可以随便接,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 (二)三相并联式防雷器 电路一:最简单的电路 说明: 1、优点:采用“3+1”电路,电路简单,三相全保护。缺点:压敏电阻短路失效后易引起火灾。最好在每个压敏电阻上串联一个工频保险丝以防压敏电阻短路起火。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示为每相两个压敏电阻并联,应挑选压敏电压值相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路二:较安全的电路 说明: 1、优点:采用“3+1”电路,三相全保护,正常工作时无漏电流,可延长器件使用寿命,由于陶瓷气体放电管失效模式大多为开路,不易引起火灾。缺点:万一压敏电阻和陶瓷气体放电管都短路失效时还有可能引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示为每相两个压敏电阻并联,应挑选压敏电压值相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路三:通用的安全保护电路 说明: 1、优点:采用“3+1”电路,三相全保护,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示为每相两个压敏电阻并联,应挑选压敏电压值相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 (三)单相串联式防雷器 单相通用安全保护电路: 说明: 1、优点:采用两级复合对称电路,共模、差模全保护,残压低,L、N 可以随便接,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示第一级为m 个压敏电阻并联,第二级为n 个并联,应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 6、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 (四)三相串联式防雷器 三相通用安全保护电路: 说明: 1、优点:采用两级“3+1”电路,三相全保护,残压低,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示第一级为m 个压敏电阻并联,第二级为n 个并联,应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 6、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 二、通信机房用直流电源防雷器 (一)并联式直流电源防雷器 1、正极接地(-48V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压一般为90V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 2、负极接地(+24V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压一般为90V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 3、正负对称直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压一般为150V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右) (二)串联式直流电源防雷器 1、正极接地(-48V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(压敏电压高的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,要求通流容量Im 大时,第一、二级可以如图所示分别用m个、n个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全),按第一级Im1≥Im,第二级Im2≥(0.2~0.3)Im 估算。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、第一个陶瓷气体放电管G1 的通流容量根据要求的通流容量Im 选择,第二个放电管G2 可以参照第二级Im2 选择。 4、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 5、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 2、负极接地(+24V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(压敏电压高的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,要求通流容量Im 大时,第一、二级可以如图所示分别用m个、n个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全),按第一级Im1≥Im,第二级Im2≥(0.2~0.3)Im 估算。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、第一个陶瓷气体放电管G1 的通流容量根据要求的通流容量Im 选择,第二个放电管G2 可以参照第二级Im2 选择。 4、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 5、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 3、正负对称直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,要求通流容量Im 大时,第一、二级可以如图所示分别用m个、n个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全),按第一级Im1≥Im,第二级Im2≥(0.2~0.3)Im 估算。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 5、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 三、通用两级信号防雷器 (一)双绞线型 通用电路一: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: 通用电路二: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②玻璃放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于冲击电流不大于玻璃放电管最大脉冲放电电流的场合,且电路中没有连续直流电压。 通用电路三: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于电路中没有连续直流电压的场合。 通用电路四: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和半导体过电压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③使用电压低的半导体过电压保护器时,必须如图所示在接地端串联玻璃放电管;当使用电压高于100V 的半导体过电压保护器时可以不串联玻璃放电管。 ④本电路只适用于电路中没有连续直流电压的场合。 通用电路五: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路适用于传输高频/高速信号(最高频率可达20MHZ)。 (二)同轴线型 (1)外导体接地电路: 通用电路一: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③电路带宽很宽,可以传输 20MHZ 以下的高频信号。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 通用电路二: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于电路中没有连续直流电压的场合。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 通用电路三: 说明: ①本电路只适用于信号频率/速率较低,且电路中没有连续直流电压的场合。 ②R 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ③玻璃放电管和半导体过电压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 (2)外导体不接地电路: 通用电路一: 说明: ①电路带宽很宽,可以传输 20MHZ 以下的高频信号。 ②陶瓷气体放电管和 TVS1 的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 通用电路二: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②玻璃放电管和半导体过压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于信号频率/速率较低的场合。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 (三)提高传输频率/速率的方法 1、采用低电容TVS 管或半导体过压保护器 传输频率/速率≥10MHz,Cj≤60pF; 传输频率/速率≥100MHz,Cj≤20pF。 2、将TVS 管或半导体过压保护器串入高速整流桥中(如下图所示): 四、小功率电源变压器或开关电源保护电路(以两组输出为例) 电路一: 说明: ①自恢复保险丝 PTC 根据输入电流和最高工作环境温度选择,压敏电阻RV1 的通流容量根据输入浪涌电流大小选择(一个不够时,可用几个并联,参照“一、交流电源防雷器” ),压敏电压应在470~620V 之间选取(电压很不稳定的地方应选更高的)。关注@电路一点通 ② RV2、RV3 根据U1、U2 的数值选择压敏电压值,外形大小根据输出线长度选择,不带长引线时用5D 或7D,用长引线输出时,应选用通流容量更大的压敏电阻(引线越长,通流容量要越大)。 ③陶瓷气体放电管一般用直流击穿电压 470V 的,通流容量根据输入浪涌电流大小选择。 电路二: 说明: ①自恢复保险丝 PTC 根据输入电流和最高工作环境温度选择,压敏电阻RV1 的通流容量根据输入浪涌电流大小选择(一个不够时,可用几个并联,参照“一、交流电源防雷器” ),压敏电压应在470~620V 之间选取(电压很不稳定的地方应选更高的)。 ② TVS1、TVS2 一般用1.5KE 系列的(浪涌电流很小的地方也可用P6KE 系列的),根据U1、U2 的最大峰值电压选择击穿电压值(VBRmin≥1.2Up)。 ③陶瓷气体放电管一般用直流击穿电压 470V 的,通流容量根据输入浪涌电流大小选择。 ④本电路只适用于输出端不带长引线、浪涌电流较小的地方使用(例如在同一块电路板或相邻电路板上)。 电路三: 说明: ①自恢复保险丝 PTC 根据输入电流和最高工作环境温度选择,压敏电阻RV1 的通流容量根据输入浪涌电流大小选择(一个不够时,可用几个并联,参照“一、交流电源防雷器” ),压敏电压应在470~620V 之间选取(电压很不稳定的地方应选更高的)。 ② RV2、RV3 根据U1、U2 的数值选择压敏电压值,外形大小根据输出线长度选择,不带长引线时用5D 或7D,用长引线输出时,应选用通流容量更大的压敏电阻(引线越长,通流容量要越大)。输出电流较大时,要在线上串联自恢复保险丝PTC2、PTC3(根据输出电流和最高环境温度选择)。 ③陶瓷气体放电管一般用直流击穿电压470V 的,通流容量根据输入浪涌电流大小选择。 五、通讯电子设备的保护电路 电路一: 说明: ①本电路适用于架空线引入或其它浪涌电流较大的场合。 ②陶瓷气体放电管的最大放电电流一般选 10kA 或5kA,直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表:关注@电路一点通 ③TVS 管用 P6KE220CA 型。如果传输线上没有振铃信号,则可用P6KE68CA 型。 ④R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 电路二: 说明: ①在埋地电缆引入或其它浪涌电流较小的场合使用。 ②BLSA1、BLSA2 用YA-301 型或 YS-301 型玻璃放电管。 ③TVS 管用 P6KE220CA 型。如果传输线上没有振铃信号,TVS 管可用P6KE68CA 型。 ④R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(3.6~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 电路三: 说明: ①在埋地电缆引入或其它浪涌电流较小的场合使用。 ②R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(3.6~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ③使用电压低(≤100V)的半导体过压保护器时,必须如图所示在接地端串联玻璃放电管(BLSA3);当使用电压高于100V 的半导体过压保护器时可以不串联玻璃放电管。 六、直流电源与信号同传 1、110V 不接地电源与信号同传: 电路一 电路二 2、+24V 负极接地电源与信号同传: 电路一 电路二 七、信号电路的二级双重保护方式 说明: 图中所标元件型号适用于信号幅度≤6V,整流桥中所接的P0080 可以用P6KE7.5A型TVS 管代替(负端朝左)。其它信号幅度时,要更换元件型号。 八、检测/控制电路的保护 例如:水、电、煤气抄表系统,门禁、对讲、报警系统,这类系统一般采用低频(脉冲)信号或直流(交流)开关信号。这类系统又分为不接地系统和接地系统两大类。 (1)不接地系统保护电路: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③电路中没有连续直流电压时,TVS 管可以用击穿电压相当的半导体过压保护器代替。当浪涌电流较小时,陶瓷气体放电管可以用击穿电压相当的玻璃放电管代替。 (2)接地系统保护电路: 说明: ①R 可以用普通金属氧化膜电阻(4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③电路中没有连续直流电压时,TVS 管可以用击穿电压相当的半导体过压保护器代替。当浪涌电流较小时,陶瓷气体放电管可以用击穿电压相当的玻璃放电管代替。 九、单级信号防雷器 1、只用玻璃放电管的保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率很高,但没有连续直流电压的场合。 ②玻璃放电管的直流击穿电压应根据信号电压峰值,按下式选择: VBRmin≥1.2USpeak ③既可以对不接地的双线传输线进行保护,也可以在有公共接地线的传输系统中(如图中虚线所示)对需要保护的线进行独立保护。 2、只用半导体过压保护器的保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率较低,且没有连续直流电压的场合。 ②半导体过压保护器的击穿电压应根据信号峰值电压,按下式选择: VBR≥1.2USpeak ③当所用半导体过压保护器的击穿电压低于 100V 时,应在接地端串联一个击穿电压大于100V 的二端半导体过压保护器或玻璃放电管再接地,如下图所示。 ④当传输线中有公共接地线(如图中虚线所示)时,采用“(1)不带差模保护”的电路,可以对1 线、2 线、⋯⋯分别进行保护。 3、只用 TVS 管的保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率较低、线路中可能有连续直流电压、浪涌电流较小的场合。 ②TVS 管的直流击穿电压应根据信号电压峰值,按下式选择: VBRmin≥1.2USpeak ③当接地线较长、信号易受干扰时,可在TVS1、TVS2(左图)或TVS2、TVS3(右图)之间加接击穿电压大于100V 的TVS 管或玻璃放电管再接地,如下图所示。 ④当传输线中有公共接地线(如图中虚线所示)时,采用“(1)不带差模保护”的电路,可以对1 线、2 线、⋯⋯分别进行保护。 ## 4、复合保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率较高(≤10MHZ)的场合。整流桥若用快速恢复二极管构成,传输信号频率/速率可达20MHz 以上。 ②当线路中有连续直流电压时,必须采用电路二。 ③图中所标元件型号适用于信号幅度≤6V。信号幅度更大时,要更换整流桥中所接元件型号(参照“两级信号保护电路”关于TVS 管和半导体过压保护器选择的说明)。 ④当接地线较长、信号易受干扰时,TVS1、TVS2 应选用击穿电压≥100V、且峰值脉冲功率更大的TVS 管,或采用电路三。 十、天馈防雷器 1、单级电路天馈防雷器 说明: ①可以同时传送电源,保护效果较差,适用于天线不带放大器或虽然带放大器但耐冲击能力较强的场合。 ②同轴腔体和两端的接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。 ③陶瓷气体放电管一般选用通流容量 20kA 的,直流击穿电压主要根据所传输的信号功率大小选取,一般50W 以下用90V 的,传输功率越大,应选用直流击穿电压越高的放电管。 ④将放电管装入腔体后,用微波网络分析仪测试信号频率范围内的驻波系数、插入损耗应满足要求。 ⑤在户外使用时,腔体、接头、放电管安装孔都必须设计成防水的。 2、二级电路天馈防雷器 说明: ①保护效果好,残压低,可以同时传送电源,适用于天线带放大器或不带放大器的场合。 ②腔体和输入、输出接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。 ③陶瓷气体放电管一般选用通流容量 20kA、直流击穿电压90V 的。 ④TVS 管一般用1.5KE 系列的,击穿电压根据所传输的直流电压或交流电压峰值选取(VBRmin≥1.2UDC 或VBRmin≥1.2Up)。 ⑤ C 是由紫铜片构成的平板电容器,平板间加聚四氟乙烯薄膜;L1、L3 是用漆包紫铜线绕成的空心电感,L2 可用100μH 左右的铁心电感。 ⑥将元件装入腔体后,用微波网络分析仪测试信号频率范围内的驻波系数、插入损耗应满足要求。 ⑦在户外使用时,腔体、接头和盖板都必须设计成防水的。 3、三级电路天馈防雷器 说明: ①保护效果很好,残压低,可以同时传送电源,适用于天线带放大器或不带放大器的场合。 ②腔体和输入、输出接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。 ③陶瓷气体放电管一般选用通流容量 20kA、直流击穿电压90V 的。关注@电路一点通 ④压敏电阻 RV 一般选用20D100K 型的。 ⑤TVS 管一般用1.5KE 系列的,击穿电压根据所传输的直流电压或交流电压峰值选取(VBRmin≥1.2UDC 或VBRmin≥1.2Up)。 ⑥C 是由紫铜片构成的平板电容器,平板间加聚四氟乙烯薄膜;L1、L4 是用漆包紫铜线绕成的空心电感,L2、L3 可用100μH 左右的铁心电感。 ⑦将元件装入腔体后,用微波网络分析仪测试信号频率范围内的驻波系数、插入损耗应满足要求。 ⑧在户外使用时,腔体、接头和盖板都必须设计成防水的。 十一、防静电保护器 说明: ① “电路一”响应时间最短,通流量较小,适用于不能接地的设备、部件或电路; ② “电路二”响应时间较短,通流量可大可小,适用于不能接地的设备、部件或电路; ③ “电路三”响应时间很短,通流量较大,适用于可以接地的设备、部件或电路; ④ “电路四”响应时间较短,通流量较小,适用于可以接地的设备、部件或电路; ⑤ 所用器件的击穿电压(压敏电压)应低于被保护设备、部件或电路所能承受的最高电压,但要高于电路最高工作电压,通流量根据可能感应的最大静电荷量折算成的电流值选取。

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