五種浪湧保護器的防護方法
發布時間:2012-12-30 責任編輯:easonxu
【導讀】產生浪湧的原因是多方麵的,浪湧是一種上升速度高、持續時間短的尖峰脈衝。電網過壓、開關打火、虯源反向、靜電、電機/電源噪聲等都是產生浪湧的因素。而浪湧保護器為電子設備的電源浪湧防護提供了一種簡便、經濟、可靠的防護方法。
眾所周知,電子產品在使用中經常會遇到意外的電壓瞬變和浪湧,從而導致電子產品的損壞,損壞的原因是電子產品中的半導體器件(包括二極管、晶體管、可控矽和集成電路等)被燒毀或擊穿。據估計,電子產品的故障有75%是由於瞬變和浪湧造成的。電壓的瞬變和浪湧無處不在,電網、雷擊、爆破,就連人在地毯上行走都會產生上萬伏的靜電感應電壓,這些,都是電子產品的隱形致命殺手。
因此,為了提高電子產品的可靠性和人體自身的安全性,必須對電壓瞬變和浪湧采取防護措施。其方法之一是使整機和係統接地,整機和係統的地(公共端)和大地應分開,整機和係統中的每個子係統均應有獨立的公共端,在子係統之間需傳輸數據或信號時,應以大地為參考電平,接地線(麵)必須能流過很大的電流,如幾百安培。第二種防護方法是在整機和係統中的關鍵部位(如電腦的顯示器等)采用電壓瞬變和浪湧的防護器件,使電壓瞬變和浪湧通過防護器件旁路到子係統地和大地,congerrangjinruzhengjihexitongzhongdeshunbiandianyahelangyongfududadajiangdi。disanzhongfanghufangfashiduizhongyaoheangguidezhengjihexitongcaiyongjigedianyashunbianhelangyongfanghuqijiandezuhexingshi,以構成多級防護電路。
浪湧保護器為電子設備的電源浪湧防護提供了一種簡便、經濟、可靠的防護方法,通過防浪湧元件(MOV),在雷擊感應及操作過電壓時,迅速將浪湧能量傳入大地,保護設備免遭損害。
對浪湧的防護方法
(1)並聯型電湧保護器並聯於供電線路上
在(zai)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia),防(fang)雷(lei)模(mo)塊(kuai)內(nei)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)處(chu)於(yu)高(gao)阻(zu)狀(zhuang)態(tai)。電(dian)網(wang)遭(zao)受(shou)雷(lei)擊(ji)或(huo)開(kai)關(guan)操(cao)作(zuo)出(chu)現(xian)瞬(shun)時(shi)浪(lang)湧(yong)過(guo)電(dian)壓(ya)時(shi),防(fang)雷(lei)器(qi)在(zai)納(na)秒(miao)級(ji)時(shi)間(jian)內(nei)響(xiang)應(ying),壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)呈(cheng)低(di)阻(zu)狀(zhuang)態(tai),迅(xun)速(su)將(jiang)過(guo)電(dian)壓(ya)限(xian)製(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)很(hen)低(di)的(de)幅(fu)值(zhi)內(nei)。
dangxianluzhongyoujiaochangshijiandechixumaichonghuochixuguodianya,yamindianzuqixingnengliehuaerfaredaoyidingchengdushiretuojigoutuokou,bimianhuozaifasheng,congerbaohushebei。
(2)串聯濾波型電湧保護器串聯接入供電線路中
為貴重的電子設備提供安全、潔(jie)淨(jing)的(de)電(dian)源(yuan),雷(lei)電(dian)波(bo)除(chu)了(le)有(you)巨(ju)大(da)的(de)能(neng)量(liang)外(wai),還(hai)有(you)極(ji)其(qi)陡(dou)峭(qiao)的(de)電(dian)壓(ya)及(ji)電(dian)流(liu)上(shang)升(sheng)率(lv)。並(bing)聯(lian)型(xing)電(dian)湧(yong)保(bao)護(hu)器(qi)隻(zhi)能(neng)抑(yi)製(zhi)雷(lei)電(dian)波(bo)的(de)幅(fu)值(zhi),但(dan)無(wu)法(fa)改(gai)變(bian)其(qi)急(ji)劇(ju)上(shang)升(sheng)的(de)前(qian)沿(yan)。串(chuan)聯(lian)濾(lv)波(bo)型(xing)電(dian)源(yuan)電(dian)湧(yong)保(bao)護(hu)器(qi)串(chuan)聯(lian)於(yu)供(gong)電(dian)線(xian)路(lu)上(shang)。在(zai)過(guo)電(dian)壓(ya)情(qing)況(kuang)下(xia)MOV1、MOV2在納妙級時間內做出響應,將過電壓箝位;同時LC濾波器將雷電波陡峭的電壓,電流提升率降低近1000倍,殘壓降低5倍,從而保護敏感的用戶設備。
(3)在電源線的相間、線間安裝壓敏限幅型元件,以限製浪湧過電壓。
第一種方法對照明、電梯、空調、電機等耐衝擊電壓水平較高的電氣設備的防護效果比較好。但對於集成度高、結構緊湊的現代電子設備來說,實際防護效果就不那麼令人滿意了。理由如下:
以單相220V交流電源的感應雷擊防護為例,常用方法在零、dixianzhijianbingshangheshideyaminxingyuanjian,yixishouxianzhiganyingleijichanshengdejianfengdianya。dianyuanxianlufangleixiaoguodehaohuaiwanquanqujueyuyaminqijiancanshudexuanzeheyaminqijiangongzuodekekaoxing。yaminxianfuzhidexuanzeshizaishidiandefengzhi310V的基礎上加上20%的電網波動影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長期工作造成發熱、受潮、元件老化等可靠性因素補償,一般取值為470V~510V。感應雷擊等各種尖峰幹擾電壓都被限製在470V。對於470V以下的電壓,壓敏器件不動作。
普通低壓電器設備(機床、電梯、照明、空調等)的工頻耐壓值一般為交流1500V,而瞬間耐壓峰值可達2500V以上,所以470V的電壓是十分安全的。但大規模集成電路組成的現代電子設備的工作電壓一般為±5V~±15V之間,最高耐壓值一般不超過50V,所以疊加在市電上的小於470V的高頻尖峰電壓就會直接送入負載,通過空間耦合電容,變壓器層間、極ji間jian電dian容rong不bu成cheng比bi例li地di傳chuan到dao開kai關guan電dian源yuan或huo集ji成cheng電dian路lu芯xin片pian上shang,能neng造zao成cheng故gu障zhang。盡jin管guan高gao頻pin開kai關guan電dian源yuan和he電dian子zi設she備bei都dou有you相xiang應ying的de防fang尖jian峰feng幹gan擾rao措cuo施shi,但dan受shou成cheng本ben和he體ti積ji限xian製zhi,再zai加jia上shang感gan應ying雷lei擊ji等deng尖jian峰feng幹gan擾rao的de強qiang度du、頻(pin)譜(pu)變(bian)化(hua)很(hen)大(da),所(suo)以(yi)防(fang)護(hu)效(xiao)果(guo)不(bu)理(li)想(xiang)。這(zhe)還(hai)是(shi)在(zai)壓(ya)敏(min)限(xian)幅(fu)元(yuan)件(jian)比(bi)較(jiao)理(li)想(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)得(de)出(chu)的(de)效(xiao)果(guo),實(shi)際(ji)上(shang)由(you)於(yu)壓(ya)敏(min)元(yuan)件(jian)殘(can)壓(ya)和(he)引(yin)線(xian)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang),在(zai)較(jiao)強(qiang)感(gan)應(ying)雷(lei)擊(ji)下(xia),可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)實(shi)際(ji)限(xian)幅(fu)電(dian)壓(ya)峰(feng)值(zhi)升(sheng)到(dao)800V~1000V以上,而使後級電子設備遭受威脅。
(4)加強對電子設備的防護效果,在電源與負載間串入超隔離變壓器(又稱隔離法),以隔絕高頻尖峰幹擾,同時又可使次級等電位聯接便於進行。
隔(ge)離(li)法(fa)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)帶(dai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)的(de)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)。由(you)於(yu)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)是(shi)一(yi)種(zhong)相(xiang)對(dui)大(da)地(di)的(de)幹(gan)擾(rao),所(suo)以(yi)它(ta)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)繞(rao)組(zu)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)電(dian)容(rong)來(lai)傳(chuan)遞(di)。如(ru)果(guo)在(zai)初(chu)、次(ci)級(ji)之(zhi)間(jian)插(cha)入(ru)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),並(bing)使(shi)之(zhi)良(liang)好(hao)接(jie)地(di),便(bian)能(neng)使(shi)幹(gan)擾(rao)電(dian)壓(ya)通(tong)過(guo)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)分(fen)路(lu)掉(diao),從(cong)而(er)減(jian)小(xiao)輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)幹(gan)擾(rao)電(dian)壓(ya)。理(li)論(lun)上(shang)帶(dai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)能(neng)使(shi)衰(shuai)減(jian)量(liang)達(da)到(dao)60dB左右。但隔離效果的好壞,往往取決於屏蔽層的工藝。最好選用 0.2 mm厚的紫銅板材,原邊、副(fu)邊(bian)各(ge)加(jia)一(yi)個(ge)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)。通(tong)常(chang),原(yuan)邊(bian)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)器(qi)與(yu)副(fu)邊(bian)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)到(dao)一(yi)起(qi),再(zai)接(jie)到(dao)副(fu)邊(bian)的(de)地(di)上(shang)。也(ye)可(ke)以(yi)原(yuan)邊(bian)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)原(yuan)邊(bian)的(de)地(di)線(xian),副(fu)邊(bian)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)到(dao)邊(bian)的(de)地(di)線(xian)。並(bing)且(qie)接(jie)地(di)引(yin)線(xian)的(de)截(jie)麵(mian)積(ji)也(ye)要(yao)大(da)一(yi)些(xie)好(hao)。采(cai)用(yong)帶(dai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)的(de)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi),是(shi)個(ge)好(hao)方(fang)法(fa),隻(zhi)是(shi)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da)。
這種方法因變壓器功能過於單一,相對體積、重量大,安裝不甚方便,對中、低頻尖峰和浪湧防護效果不好,因此市場有限,生產廠家也不多。所以非特殊場合一般都不用。
(5)吸收法
吸(xi)收(shou)法(fa)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)吸(xi)波(bo)器(qi)件(jian)將(jiang)浪(lang)湧(yong)尖(jian)峰(feng)幹(gan)擾(rao)電(dian)壓(ya)吸(xi)收(shou)掉(diao)。吸(xi)波(bo)器(qi)件(jian)都(dou)有(you)共(gong)同(tong)的(de)特(te)點(dian),即(ji)在(zai)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)以(yi)下(xia)呈(cheng)現(xian)高(gao)阻(zu)抗(kang),而(er)一(yi)旦(dan)超(chao)過(guo)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya),則(ze)阻(zu)抗(kang)便(bian)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang),因(yin)此(ci)對(dui)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)有(you)一(yi)定(ding)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。這(zhe)類(lei)吸(xi)波(bo)器(qi)件(jian)主(zhu)要(yao)有(you)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)、氣體放電管、TVS管、固體放電管等。不同的吸波器件對尖峰電壓的抑製也有各自的局限性.如壓敏電阻的電流吸收能力不夠大;氣體放大電管的響應速度較慢。
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