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浪涌保護(hù)技術(shù)的含義及工作原理

發(fā)布時(shí)間:2022-11-14 來(lái)源:TsinghuaJoking 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】如今,浪涌保護(hù)裝置可以防止對(duì)電器電路板的破壞很小或完全破壞。然而,出于安全原因,它們同樣至關(guān)重要。理解浪涌保護(hù)必不可少的原因。這意味著您將掌握與高壓浪涌或電壓尖峰有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)和危害的完整信息。這些情況可能會(huì)持續(xù)幾納秒到幾微秒。然而,盡管它們的周期很短,但它們給電子設(shè)備帶來(lái)了相當(dāng)大的壓力。了解浪涌保護(hù)技術(shù)的含義、工作原理和設(shè)計(jì)有助于選擇完美的浪涌保護(hù)器電路。


一、浪涌保護(hù)含義


浪涌保護(hù)器是一種電子設(shè)備,它僅僅消耗很小的電能,或者不消耗電能,但卻能夠在主要應(yīng)用電器上出現(xiàn)瞬態(tài)變化的高壓尖峰時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行平滑,此時(shí)它們形成快速短路回路以保護(hù)在主要交流電源上的用電設(shè)備。


二、浪涌保護(hù)電路種類(lèi)


有兩種常見(jiàn)類(lèi)型的浪涌保護(hù)器電路,它們分別為:


1、初級(jí)浪涌保護(hù)器

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初級(jí)電涌保護(hù)器是可以安裝在任何地方的設(shè)備。其中包括辦公室、房屋或建筑物電線(xiàn)的入口。它保護(hù)連接入口點(diǎn)以外的線(xiàn)路的每一個(gè)電器或設(shè)備。初級(jí)電源浪涌保護(hù)器功能強(qiáng)大。此外,它又重又大,而且成本高。


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2、二次浪涌保護(hù)器

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相反,二級(jí)電涌保護(hù)器不如初級(jí)電涌保護(hù)器昂貴和有效。但是,它很方便,易于移動(dòng),并且可以插入外部電源插座。此外,它還可以保護(hù)電器不從所連接的電源插座中獲得電流。然而,還有其他類(lèi)型的二次電涌保護(hù)器裝置,比如:


(1)電源板

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這些是與電氣通道連接的二級(jí)浪涌保護(hù)器。此外,電源板具有許多用于連接各種電子設(shè)備的通道。同樣,如果發(fā)生電涌,電源板將切斷電源。但是,這有時(shí)會(huì)導(dǎo)致停電。盡管如此,防止損壞設(shè)備是最有益的特性。


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圖1.2.1  一種內(nèi)置有浪涌保護(hù)CM路的插線(xiàn)排


(2)UPS(不間斷電源)

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這是另一種二級(jí)浪涌保護(hù)器。一些復(fù)雜的電源UPS具有內(nèi)置的電源浪涌保護(hù)裝置。此外,與電源板相比,它提供了類(lèi)似的安全功能。


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圖1.2.2  這種不間斷電源可以抑制電壓的突變


三、設(shè)計(jì)浪涌保護(hù)電路


設(shè)計(jì)浪涌保護(hù)器電路有不同的方法:


1、MOV 或金屬氧化物壓敏電阻

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設(shè)計(jì)浪涌保護(hù)裝置很容易。一些電氣設(shè)備只需要一個(gè)保護(hù)裝置,即金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)。


(1)MOV的屬性


●   金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 是一種壓敏電阻

●   它用作電源線(xiàn)中的浪涌保護(hù)裝置。

●   它的工作原理可以類(lèi)似于電視或雙向瞬態(tài)電壓抑制器。

●   它還用作低鉗位電壓的開(kāi)路。

●   MOV的工作原理類(lèi)似于具有方向電壓特性的非歐姆、非線(xiàn)性二極管。


(2)電路原理圖


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圖1.3.1 MOV浪涌保護(hù)電路原理圖


(3)MOV要求


●   一種傳導(dǎo)大電流的重半導(dǎo)體材料(通常是燒結(jié)的粒狀氧化鋅)。

●   一塊金屬氧化物連接到接地和電源線(xiàn)

●   將電壓限制在正常電路的三到四倍左右

●   匹配的 MOV 并聯(lián)連接以提高半衰期和電流能力。


2、汽車(chē)中的浪涌保護(hù)電路

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瞬態(tài)浪涌會(huì)對(duì)通信總線(xiàn)、水解控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)造成損壞。此外,汽車(chē)系統(tǒng)中的閥門(mén)、電機(jī)等。汽車(chē)系統(tǒng)中的保護(hù)器件可以是瞬態(tài)電壓抑制器 (TVS) 或齊納二極管。


(1)電路的特性


●   用于防止拋負(fù)載浪涌的齊納二極管

●   由半導(dǎo)體陶瓷制成

●   TVS 保護(hù)通信總線(xiàn)

●   TVS 以低鉗位電壓降低浪涌電流

●   它們與波峰焊和現(xiàn)代回流工藝兼容。

●   表面貼裝封裝為設(shè)計(jì)人員節(jié)省了空間,而不是更大的塑料外殼組件。


(2)電路原理圖


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圖1.3.2 汽車(chē)供電系統(tǒng)中的浪涌保護(hù)電路


(3)電路所需組件


●   浪涌電流波形為 8/20μs

●   四十個(gè)浪涌的限制

●   需要保護(hù)的最大 250V 敏感設(shè)備。

●   峰值浪涌電流約800A

●   24V DC電流輸入


3、RFI 線(xiàn)路濾波器和浪涌抑制電路

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這種設(shè)計(jì)非常適合主要交流線(xiàn)路濾波器電路保護(hù)。這提供了針對(duì) RFI(射頻干擾) 抑制和突然電壓的綜合保護(hù)。


(1)電路的特性


●   RFI 電路通常是一種寬帶濾波器電路。

●   RFI 線(xiàn)路濾波器包含一個(gè)帶有一些電容器的小型鐵氧體變壓器。

●   變壓器阻止并阻止任何傳出或傳入的 RFI 通過(guò)線(xiàn)路。

●   電容器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將線(xiàn)路上的高過(guò)頻接地來(lái)提高效率。

●   在兩個(gè)相互纏繞的小鐵氧體棒之上開(kāi)發(fā)了一個(gè)變壓器。

●   繞組端連接之一在輸出/輸入中性線(xiàn)之間切換。


(2)電路原理圖


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圖1.3.3 RFI浪涌保護(hù)電路原理圖


(3)器件要求

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濾波器包括一個(gè)包含并聯(lián)電容(非承載)的設(shè)備。此外,串聯(lián)電感(承載)組件或電路。該組件在受保護(hù)電路周?chē)峁┝艘粭l低電路路徑,用于高頻噪聲。

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此外,濾波器同樣會(huì)衰減模擬。這是因?yàn)楦盗⑷~對(duì)尖峰的分析表明它包含電流波形。因此,浪涌抑制器和濾波器在連接時(shí)一起工作。


四、浪涌保護(hù)與斷路器的區(qū)別


電源斷路器和電流浪涌保護(hù)器都是保護(hù)技術(shù)。但是,兩者之間存在差異。

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通常情況下必須有電源斷路器。這是一個(gè)帶有您的房子或辦公室需要的內(nèi)置斷路器的面板。斷路器的作用是防止電路過(guò)載。這可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱并最終導(dǎo)致爆炸。此外,它們具有放大器斷路器保護(hù)的適配器,以提供額外的安全性。電流過(guò)載時(shí),報(bào)警控制面板中的紅色小按鈕會(huì)彈出。找到并修復(fù)后,您可以將其放回原處并重新開(kāi)始工作。此外,它同樣會(huì)為您省去前往服務(wù)面板的麻煩。

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另一方面,電涌保護(hù)器可防止電器出現(xiàn)電壓尖峰。電壓浪涌是指電器或電源線(xiàn)超過(guò)額定電壓。這可能會(huì)導(dǎo)致您的電子設(shè)備遭到破壞。斷電或雷擊是電壓尖峰的最常見(jiàn)原因。建議使用電涌保護(hù)裝置。


結(jié)論


綜上所述,浪涌保護(hù)裝置對(duì)于我們電氣設(shè)備的安全至關(guān)重要。使用這些設(shè)備,可以防止電壓浪涌造成的損壞。



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