सर्किट सुरक्षा इलेक्ट्रॉनिक्स विकासको कहिले पनि अन्त हुँदैन

सर्किट सुरक्षा बीमा जस्तै छ; उत्तम मा, यो एक विचार को रूप मा देख्न सकिन्छ, र पनि ठाउँमा स्थापित छ भने, यो अक्सर पर्याप्त छैन। जबकि बीमा मा लगानी को एक व्यापार को स्थिर संचालन को खतरा हुन सक्छ, अपर्याप्त सर्किट सुरक्षा जीवन को नुकसान को रूप मा अधिक गम्भीर परिणाम निम्त्याउन सक्छ।

हामी स्विट्जर उडान १११ को सन्दर्भमा सर्किट सुरक्षाको महत्त्वको वर्णन गर्दछौं, जुन जोन f बाट छुट्टिए। सेप्टेम्बर २, १ 1998 1998 on मा क्यानेडी अन्तर्राष्ट्रिय एयरपोर्ट। उडान ope बर्षे म्याकडोनेल डग्लस md-11 द्वारा सञ्चालन गरिएको थियो जसले भर्खरै यसको फ्लाइट मनोरन्जन (IFE) प्रणालीलाई अपग्रेड गर्‍यो। Taking२ मिनेटबाट धुवाँ लिए पछि, ककपिट अचानक भयो र चालक दलले तुरुन्तै आपतकालीन प्रतिक्रियाको अवस्था घोषणा गर्‍यो, र हलिफाक्स, एयरपोर्टको लागि वैकल्पिक कोशिस गर्न खोज्यो, तर ककपिटको छतको कारण इलेक्ट्रिक कन्ट्रोल केबलले आगो नियन्त्रणबाट जलेको र दुर्घटनाग्रस्त भएको थियो। नोभा स्कोटिया तटबाट समुद्रको km किमिमा, सबै २१5 यात्रु र १ cre चालक दलका सदस्यहरू मारिए।

क्र्यास अनुसन्धानले पत्ता लगायो कि नयाँ IFE को एक खण्डमा प्रयोग गरिएको सामग्रीहरू क्र्यासको मुख्य कारण थिए, र ती सामग्रीहरू, जुन आगो निभाउने मानिएको थियो, जलाइयो र महत्वपूर्ण नियन्त्रण लाइनहरूमा फैलियो। यद्यपि यो निश्चित रूपमा भन्न असम्भव छ, यो धारणा छ कि IFE तारहरु बीच विद्युतीय चाप आगो को कारण थियो। यद्यपि यी तारहरू सर्किट ब्रेकरहरू लगाईएको छ, तिनीहरू धनुषका कारणले यात्रा गर्दैनन्। अपर्याप्त सर्किट सुरक्षाको कारणले गर्दा यो २२ deaths मृत्युको वास्तविक घटना हो। त्यस्ता सर्किटहरू अब चापको त्रुटि पत्ता लगाउने सुरक्षाको साथ यात्रामा लैजानुहुन्छ जब चाप बोध हुन्छ (चापलाई सामान्य अपरेसनहरू द्वारा बृद्धि गरीएको छैन जस्तै स्विच थिच्ने जस्ता)।

युएसबी-पीडी ले अधिक खतरा ल्याउँछ

यद्यपि स्विस एमडी ११ ११ इलेक्ट्रोनिक असफलताको सट्टा विद्युतीय असफलताको कारणले भएको हो, तर अब अधिक र अधिक सर्किटहरू भोल्टेज र वर्तमानको चाप (र जीवनको आगोलाई खतरामा पार्न सक्छ) उत्पादन गर्न पर्याप्त छ, जस्तै USB पावर सप्लाई अपग्रेडको रूपमा। (USB - PD), यसले २० v र। A (१०० डब्लुको अधिकतम पावर) लाई उच्च भोल्टेज र वर्तमानमा समर्थन गर्न सक्दछ। V वी भोल्टेज र type ए हालको (१W डब्ल्यू) युएसबी टाइप-सीको तुलनामा, युएसबी-पीडीको अपग्रेड एक ठूलो सुधार हो, तर यसले खतराको सम्भावना पनि ठूलो पार्दछ।

उच्च भोल्टेज र वर्तमानसँग सम्बन्धित जोखिमहरू बाहेक, USB-pd ले अन्य समस्याहरू निम्त्याउन सक्छ जब USB टाइप-सी जडानकर्ताहरू र केबलहरूको साथ प्रयोग गर्दा। किनभने युएसबी टाइप-सी कनेक्टरको पिन स्पेसि only ०.mm मिमी मात्र हो, जुन टाइप-ए र टाइप-बी कनेक्टरहरूको पाँचौं भाग हो, यसैले जडानकर्ताको थोरै विकृतिले गर्दा सर्ट सर्किटको जोखिम बढाउँदछ। सम्मिलन वा हटाउने। कनेक्टर भित्र बनाउने अशुद्धताको समान प्रभाव हुन सक्दछ। थप रूपमा, यूएसबी टाइप-सी को लोकप्रियताले केबलको उल्लेखनीय विकासको लागि पनि डोर्याएको छ, यद्यपि धेरै केबुलहरू अझै पनि १०० वटा उर्जा लिन असमर्थ छन्, तर ती पहिचान भएन। यद्यपि, यी संकेतहरूले सुरक्षाको ग्यारेन्टी गर्दैन; यदि उपभोक्ताले एक अनिर्दिष्ट केबल प्रयोग गर्न चाहन्छ भने, यसलाई एक USB-pd सकेटमा सजिलैसँग सक्षम गर्न सकिन्छ एक योग्य केबलको रूपमा।

आर्क्स केवल खतरा होइन जब युएसबी-पीडी उच्च भोल्टेजेस र धाराहरूमा प्रयोग गरिन्छ। किनकि मुख्य बस पावर पिन कनेक्टरको अन्य पिनसँग धेरै नजिक छ, एक सर्ट सर्किटले सजिलै डाउनस्ट्रीम इलेक्ट्रोनिक्सलाई पावर सर्भमा उजागर गर्न सक्छ जस्तै २० वी सर्ट सर्किट भोल्टेजले गल्ती निम्त्याउन सक्छ। उदाहरणको लागि, एक मिटर लामो यूएसबी केबलको इन्डक्टन्सले "ओस्किलाइट" गर्न सक्दछ, जसले चोटी भोल्टेज २० वी सर्ट सर्किट भोल्टेज (कहिलेकाहि बढि दुई गुणा उच्च) भन्दा बढी हुन्छ। केही अनुप्रयोगहरूको लागि, ओभरभोल्टेजले असर गर्ने डाउनस्ट्रीम उपकरणहरूको असफलताले सुरक्षा समस्याहरू निम्त्याउँदछ, किनकि ती उपकरणहरू जुन सामान्यतया अधिकतम अपरेटिंग वर्तमान र केबुलको भोल्टेज नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छन् क्षतिको सबैभन्दा जोखिममा छन्।

पूर्ण सर्किट सुरक्षा

यूएसबी-पीडीले चाप वा हानि हुने कम्पोनेन्टहरू उत्पादन गर्न सक्दछ जब उच्च रेटेड वर्तमान र भोल्टेजमा चल्छ, त्यसैले यो भन्न सकिदैन कि संरक्षण सर्किट पूर्ण रूपले बेकार हो। अनुप्रयोगहरूमा जहाँ USB-pd अधिकतम पावर मोड बारम्बार प्रयोग गरिन्छ, उदाहरणका लागि पोर्टेबल कम्प्युटर ब्याट्री चार्ज गर्दा पूर्ण सर्किट सुरक्षा प्रदान गरिनु पर्दछ।

USB टाईप-सी सकेटको पिन र ग्राउन्ड बीच स्थापित ट्रान्जियन्ट भोल्टेज सप्रेससन (TVS) डायोडहरू तुलनात्मक रूपमा सरल र सस्तो सर्किट सुरक्षा हुन्। ट्रान्जियन्ट सर्ट सर्किटको मामलामा, टिभीएस डायोडले चुचुरो भोल्टेजलाई "पिन्च" गर्दछ त्यो स्तरमा जडान गरिएको भागले सामना गर्न सक्दछ। जबकि TVS डायोडहरूले राम्रो अस्थायी सुरक्षा प्रदान गर्दछ, तिनीहरू निरन्तर ओभरभोल्टेज घटनाहरूको लागि आदर्श हुँदैनन्। यी समस्याहरू समाधान गर्न, एक अतिरिक्त सर्किट, ओभरभोल्ट संरक्षण जस्तै समान, एन-च्यानल MOSFET सँग जोडा बनाइएको आवश्यक छ। निरन्तर ओभरभोल्टेज घटनाको बखत, गार्डले एनएमओएसएफईटीलाई इनपुटबाट लोड बिच्छेदन गर्न ट्रिगर गर्दछ, यसैले जडित डाउनस्ट्रिम उपकरणको ओभरलोडि preventलाई रोक्छ। तर TVS डायोडहरू, गार्डहरू, र nmosfets अझै सबै ओभरभोल्टेज अवस्थाहरूको सामना गर्न सक्दैन; कहिलेकाँही यूएसबी केबलहरू वरिपरि छोटो सर्किटहरू देखा पर्दछ। यस अवस्थामा, सकेटको इन्डक्टन्स एकदम कम छ, सुरक्षा उपकरण र एनएमओएसएफईटीको प्रतिक्रिया गति भन्दा भोल्टेज वृद्धिलाई द्रुत बनाउँदछ, त्यसैले अधिक क्ल्याम्पिंग उपकरणहरू भोल्टेज वृद्धि समय विस्तार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, ताकि सुरक्षा उपकरण पर्याप्त छ। काट्ने समय।

बृहत्तर संरक्षण वस्तुतः यूएसबी-पीडी अनुप्रयोगहरूको लागत र जटिलता बढाउँछ, तर यो सही कम्पोनेन्टहरू छनौट गरेर बचाउन सकिन्छ। निर्माताहरूले अब एकीकृत उपकरणहरू प्रस्ताव गर्न शुरू गरिरहेका छन् जुन TVS डायोडहरू, सुरक्षा र एकल प्याकेज (एनएमओएसएफईटी सामान्यत: एक छुट्टै चिपको रूपमा राखिन्छ) मा क्ल्याम्पहरू एकीकृत गर्छन्, युएसबी-पीडी सुरक्षा डिजाइनलाई सरलीकृत गर्दा पैसा र ठाउँ बचत गर्दछ।

निष्कर्ष

Circuit protection will never be the end of electronics development. However, solution development engineers need to have the knowledge to take appropriate protective measures to prevent material damage and prevent people from injury or even death. सर्किट सुरक्षा बीमा जस्तै छ; उत्तम मा, यो एक विचार को रूप मा देख्न सकिन्छ, र पनि ठाउँमा स्थापित छ भने, यो अक्सर पर्याप्त छैन। जबकि बीमा मा लगानी को एक व्यापार को स्थिर संचालन को खतरा हुन सक्छ, अपर्याप्त सर्किट सुरक्षा जीवन को नुकसान को रूप मा अधिक गम्भीर परिणाम निम्त्याउन सक्छ।


हामी स्विट्जर उडान १११ को सन्दर्भमा सर्किट सुरक्षाको महत्त्वको वर्णन गर्दछौं, जुन जोन f बाट छुट्टिए। सेप्टेम्बर २, १ 1998 1998 on मा क्यानेडी अन्तर्राष्ट्रिय एयरपोर्ट। उडान ope बर्षे म्याकडोनेल डग्लस md-11 द्वारा सञ्चालन गरिएको थियो जसले भर्खरै यसको फ्लाइट मनोरन्जन (IFE) प्रणालीलाई अपग्रेड गर्‍यो। Taking२ मिनेटबाट धुवाँ लिए पछि, ककपिट अचानक भयो र चालक दलले तुरुन्तै आपतकालीन प्रतिक्रियाको अवस्था घोषणा गर्‍यो, र हलिफाक्स, एयरपोर्टको लागि वैकल्पिक कोशिस गर्न खोज्यो, तर ककपिटको छतको कारण इलेक्ट्रिक कन्ट्रोल केबलले आगो नियन्त्रणबाट जलेको र दुर्घटनाग्रस्त भएको थियो। नोभा स्कोटिया तटबाट समुद्रको km किमिमा, सबै २१5 यात्रु र १ cre चालक दलका सदस्यहरू मारिए।

क्र्यास अनुसन्धानले पत्ता लगायो कि नयाँ IFE को एक खण्डमा प्रयोग गरिएको सामग्रीहरू क्र्यासको मुख्य कारण थिए, र ती सामग्रीहरू, जुन आगो निभाउने मानिएको थियो, जलाइयो र महत्वपूर्ण नियन्त्रण लाइनहरूमा फैलियो। यद्यपि यो निश्चित रूपमा भन्न असम्भव छ, यो धारणा छ कि IFE तारहरु बीच विद्युतीय चाप आगो को कारण थियो। यद्यपि यी तारहरू सर्किट ब्रेकरहरू लगाईएको छ, तिनीहरू धनुषका कारणले यात्रा गर्दैनन्। अपर्याप्त सर्किट सुरक्षाको कारणले गर्दा यो २२ deaths मृत्युको वास्तविक घटना हो। त्यस्ता सर्किटहरू अब चापको त्रुटि पत्ता लगाउने सुरक्षाको साथ यात्रामा लैजानुहुन्छ जब चाप बोध हुन्छ (चापलाई सामान्य अपरेसनहरू द्वारा बृद्धि गरीएको छैन जस्तै स्विच थिच्ने जस्ता)।

युएसबी-पीडी ले अधिक खतरा ल्याउँछ

यद्यपि स्विस एमडी ११ ११ इलेक्ट्रोनिक असफलताको सट्टा विद्युतीय असफलताको कारणले भएको हो, तर अब अधिक र अधिक सर्किटहरू भोल्टेज र वर्तमानको चाप (र जीवनको आगोलाई खतरामा पार्न सक्छ) उत्पादन गर्न पर्याप्त छ, जस्तै USB पावर सप्लाई अपग्रेडको रूपमा। (USB - PD), यसले २० v र। A (१०० डब्लुको अधिकतम पावर) लाई उच्च भोल्टेज र वर्तमानमा समर्थन गर्न सक्दछ। V वी भोल्टेज र type ए हालको (१W डब्ल्यू) युएसबी टाइप-सीको तुलनामा, युएसबी-पीडीको अपग्रेड एक ठूलो सुधार हो, तर यसले खतराको सम्भावना पनि ठूलो पार्दछ।

उच्च भोल्टेज र वर्तमानसँग सम्बन्धित जोखिमहरू बाहेक, USB-pd ले अन्य समस्याहरू निम्त्याउन सक्छ जब USB टाइप-सी जडानकर्ताहरू र केबलहरूको साथ प्रयोग गर्दा। किनभने युएसबी टाइप-सी कनेक्टरको पिन स्पेसि only ०.mm मिमी मात्र हो, जुन टाइप-ए र टाइप-बी कनेक्टरहरूको पाँचौं भाग हो, यसैले जडानकर्ताको थोरै विकृतिले गर्दा सर्ट सर्किटको जोखिम बढाउँदछ। सम्मिलन वा हटाउने। कनेक्टर भित्र बनाउने अशुद्धताको समान प्रभाव हुन सक्दछ। थप रूपमा, यूएसबी टाइप-सी को लोकप्रियताले केबलको उल्लेखनीय विकासको लागि पनि डोर्याएको छ, यद्यपि धेरै केबुलहरू अझै पनि १०० वटा उर्जा लिन असमर्थ छन्, तर ती पहिचान भएन। यद्यपि, यी संकेतहरूले सुरक्षाको ग्यारेन्टी गर्दैन; यदि उपभोक्ताले एक अनिर्दिष्ट केबल प्रयोग गर्न चाहन्छ भने, यसलाई एक USB-pd सकेटमा सजिलैसँग सक्षम गर्न सकिन्छ एक योग्य केबलको रूपमा।

आर्क्स केवल खतरा होइन जब युएसबी-पीडी उच्च भोल्टेजेस र धाराहरूमा प्रयोग गरिन्छ। किनकि मुख्य बस पावर पिन कनेक्टरको अन्य पिनसँग धेरै नजिक छ, एक सर्ट सर्किटले सजिलै डाउनस्ट्रीम इलेक्ट्रोनिक्सलाई पावर सर्भमा उजागर गर्न सक्छ जस्तै २० वी सर्ट सर्किट भोल्टेजले गल्ती निम्त्याउन सक्छ। उदाहरणको लागि, एक मिटर लामो यूएसबी केबलको इन्डक्टन्सले "ओस्किलाइट" गर्न सक्दछ, जसले चोटी भोल्टेज २० वी सर्ट सर्किट भोल्टेज (कहिलेकाहि बढि दुई गुणा उच्च) भन्दा बढी हुन्छ। केही अनुप्रयोगहरूको लागि, ओभरभोल्टेजले असर गर्ने डाउनस्ट्रीम उपकरणहरूको असफलताले सुरक्षा समस्याहरू निम्त्याउँदछ, किनकि ती उपकरणहरू जुन सामान्यतया अधिकतम अपरेटिंग वर्तमान र केबुलको भोल्टेज नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छन् क्षतिको सबैभन्दा जोखिममा छन्।

पूर्ण सर्किट सुरक्षा

यूएसबी-पीडीले चाप वा हानि हुने कम्पोनेन्टहरू उत्पादन गर्न सक्दछ जब उच्च रेटेड वर्तमान र भोल्टेजमा चल्छ, त्यसैले यो भन्न सकिदैन कि संरक्षण सर्किट पूर्ण रूपले बेकार हो। अनुप्रयोगहरूमा जहाँ USB-pd अधिकतम पावर मोड बारम्बार प्रयोग गरिन्छ, उदाहरणका लागि पोर्टेबल कम्प्युटर ब्याट्री चार्ज गर्दा पूर्ण सर्किट सुरक्षा प्रदान गरिनु पर्दछ।

USB टाईप-सी सकेटको पिन र ग्राउन्ड बीच स्थापित ट्रान्जियन्ट भोल्टेज सप्रेससन (TVS) डायोडहरू तुलनात्मक रूपमा सरल र सस्तो सर्किट सुरक्षा हुन्। ट्रान्जियन्ट सर्ट सर्किटको मामलामा, टिभीएस डायोडले चुचुरो भोल्टेजलाई "पिन्च" गर्दछ त्यो स्तरमा जडान गरिएको भागले सामना गर्न सक्दछ। जबकि TVS डायोडहरूले राम्रो अस्थायी सुरक्षा प्रदान गर्दछ, तिनीहरू निरन्तर ओभरभोल्टेज घटनाहरूको लागि आदर्श हुँदैनन्। यी समस्याहरू समाधान गर्न, एक अतिरिक्त सर्किट, ओभरभोल्ट संरक्षण जस्तै समान, एन-च्यानल MOSFET सँग जोडा बनाइएको आवश्यक छ। निरन्तर ओभरभोल्टेज घटनाको बखत, गार्डले एनएमओएसएफईटीलाई इनपुटबाट लोड बिच्छेदन गर्न ट्रिगर गर्दछ, यसैले जडित डाउनस्ट्रिम उपकरणको ओभरलोडि preventलाई रोक्छ। तर TVS डायोडहरू, गार्डहरू, र nmosfets अझै सबै ओभरभोल्टेज अवस्थाहरूको सामना गर्न सक्दैन; कहिलेकाँही यूएसबी केबलहरू वरिपरि छोटो सर्किटहरू देखा पर्दछ। यस अवस्थामा, सकेटको इन्डक्टन्स एकदम कम छ, सुरक्षा उपकरण र एनएमओएसएफईटीको प्रतिक्रिया गति भन्दा भोल्टेज वृद्धिलाई द्रुत बनाउँदछ, त्यसैले अधिक क्ल्याम्पिंग उपकरणहरू भोल्टेज वृद्धि समय विस्तार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, ताकि सुरक्षा उपकरण पर्याप्त छ। काट्ने समय।

बृहत्तर संरक्षण वस्तुतः यूएसबी-पीडी अनुप्रयोगहरूको लागत र जटिलता बढाउँछ, तर यो सही कम्पोनेन्टहरू छनौट गरेर बचाउन सकिन्छ। निर्माताहरूले अब एकीकृत उपकरणहरू प्रस्ताव गर्न शुरू गरिरहेका छन् जुन TVS डायोडहरू, सुरक्षा र एकल प्याकेज (एनएमओएसएफईटी सामान्यत: एक छुट्टै चिपको रूपमा राखिन्छ) मा क्ल्याम्पहरू एकीकृत गर्छन्, युएसबी-पीडी सुरक्षा डिजाइनलाई सरलीकृत गर्दा पैसा र ठाउँ बचत गर्दछ।