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电涌保护器原理

1.电涌保护器原理—简介
  电涌保护器(SPD,Surge protection Device),又称“避雷器”或“过电压保护器”,是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置。其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
  SPD的应用范围主要是电子信息系统中低压供配电系统的电源保护和电子信息系统的信号传输线路保护。前者是为了抑制由电源线路进入的雷击电磁脉冲干扰,后者是为了抑制由信号线路进入的雷击电磁脉冲干扰。两者的保护对象都是电子信息系统的设备、器件。

2.电涌保护器原理—组成
  电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。组成电涌保护器的主要器件有金属氧化可变电阻(MOV)、硅雪崩二极管(SAD)或TRANSORB二极管、气体放电管等。
  1) MOV 是一种有效的电涌抑制器件,主要用来防止对设备的灾难性破坏,但它需要响应时间,这意味着在门限电路发生作用前,可能有非常短暂的尖峰电流进入设备。因而单纯采用MOV 设计的电涌保护器不适合保护含有微处理器的敏感设备。目前市场上有90%的电涌保护器采用这种设计。
  2) 硅雪崩二极管(SAD)或TRANSORB 二极管的响应速度比MOV 快,对电涌反应非常灵敏,但这种元件的最大容量也比中等规格的MOV 容量还小得多。
  3) 气体放电管的响应时间长,但它能吸收大量的电涌,设计中一般把它作为抑制交流冲击电流的“最后一道”措施,防止前级没有滤掉的电涌的进入。

3。电涌保护器原理—工作原理
  既然是电涌保护器,首先介绍一下电涌。浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲,可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。
  电涌保护器根据工作原理分为开关型、限压型、分流型或扼流型,下面分别介绍各种类型电涌保护器原理
  1) 开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
     2) 限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
  3) 分流型或扼流型
      分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗;
           扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗。用作此类装置的器件有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。

 


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