对于浪涌抑制一般有哪些措施?

对于浪涌抑制⼀般有哪些措施?
DAPD001⼀、前⾔
产⽣浪涌的原因是多⽅⾯的,浪涌是⼀种上升速度⾼、持续时间短的尖峰脉冲。电⽹过压、开关打⽕、虬源反向、静电、电机/电源噪声等都是产⽣浪涌的因素。⽽浪涌保护器为电⼦设备的电源浪涌防护提供了⼀种简便、经济、可靠的防护⽅法。
众所周知,电⼦产品在使⽤中经常会遇到意外的电压瞬变和浪涌,从⽽导致电⼦产品的损坏,损坏的原因是电⼦产品中的半导体器件(包括⼆极管、晶体管、可控硅和集成电路等)被烧毁或击穿。
据估计,电⼦产品的故障有75%是由于瞬变和浪涌造成的。电压的瞬变和浪涌⽆处不在,电⽹、雷击、爆破,就连⼈在地毯上⾏⾛都会产⽣上万伏的静电感应电压,这些都是电⼦产品的隐形致命杀⼿。因此,为了提⾼电⼦产品的可靠性和⼈体⾃⾝的安全性,必须对电压瞬变和浪涌采取防护措施。
⽅法⼀:使整机和系统接地,整机和系统的地(公共端)和⼤地应分开,整机和系统中的每个⼦系统均应有独⽴的公共端,在⼦系统之间需传输数据或信号时,应以⼤地为参考电平,接地线(⾯)必须能流过很⼤的电流,如⼏百安培。
⽅法⼆:在整机和系统中的关键部位(如电脑的显⽰器等)采⽤电压瞬变和浪涌的防护器件,使电压瞬变
和浪涌通过防护器件旁路到⼦系统地和⼤地,从⽽让进⼊整机和系统中的瞬变电压和浪涌幅度⼤⼤降低。
⽅法三:对重要和昂贵的整机和系统采⽤⼏个电压瞬变和浪涌防护器件的组合形式,以构成多级防护电路。
浪涌保护器为电⼦设备的电源浪涌防护提供了⼀种简便、经济、可靠的防护⽅法,通过防浪涌元件(MOV),在雷击感应及操作过电压时,迅速将浪涌能量传⼊⼤地,保护设备免遭损害。
⼆、对浪涌的防护⽅法
(1) 并联型电涌保护器并联于供电线路上
在正常情况下,防雷模块内的压敏电阻处于⾼阻状态。电⽹遭受雷击或开关操作出现瞬时浪涌过电压时,防雷器在纳秒级时间内响应,压敏电阻呈低阻状态,迅速将过电压限制在⼀个很低的幅值内。
当线路中有较长时间的持续脉冲或持续过电压,压敏电阻器性能劣化⽽发热到⼀定程度使热脱机构脱扣,避免⽕灾发⽣,从⽽保护设备。
(2) 串联滤波型电涌保护器串联接⼊供电线路中
为贵重的电⼦设备提供安全、洁净的电源,雷电波除了有巨⼤的能量外,还有极其陡峭的电压及电流上升率。并联型电涌保护器只能抑制雷电波的幅值,但⽆法改变其急剧上升的前沿。串联滤波型电源电涌保护器串联于供电线路上。
在过电压情况下MOV1、MOV2在纳妙级时间内做出响应,将过电压箝位;同时LC滤波器将雷电波陡峭的电压,电流提升率降低近1000倍,残压降低5倍,从⽽保护敏感的⽤户设备。
(3) 在电源线的相间、线间安装压敏限幅型元件,以限制浪涌过电压
第⼀种⽅法对照明、电梯、空调、电机等耐冲击电压⽔平较⾼的电⽓设备的防护效果⽐较好。但对于集成度⾼、结构紧凑的现代电⼦设备来说,实际防护效果就不那么令⼈满意了。理由如下:
以单相220V交流电源的感应雷击防护为例,常⽤⽅法在零、地线之间并上合适的压敏型元件,以吸收限制感应雷击产⽣的尖峰电压。电源线路防雷效果的好坏完全取决于压敏器件参数的选择和压敏器件⼯作的可靠性。
压敏限幅值的选择是在市电的峰值310V的基础上加上20%的电⽹波动影响、10%的器件分散性误差和15%的因长期⼯作造成发热、受潮、元件⽼化等可靠性因素补偿,⼀般取值为470V~510V。感应雷击等各种尖峰⼲扰电压都被限制在470V。对于470V以下的电压,压敏器件不动作。
470V。对于470V以下的电压,压敏器件不动作。
cof普通低压电器设备(机床、电梯、照明、空调等)的⼯频耐压值⼀般为交流1500V,⽽瞬间耐压峰值可达2500V以上,所以470V的电压是⼗分安全的。但⼤规模集成电路组成的现代电⼦设备的⼯作电压⼀般为±5V~±15V之间,最⾼耐压值⼀般不超过50V,所以叠加在市电上的⼩于470V的⾼频尖峰电压就会直接送⼊负载,通过空间耦合电容,变压器层间、极间电容不成⽐例地传到开关电源或集成电路芯⽚上,能造成故障。
新型建筑模板尽管⾼频开关电源和电⼦设备都有相应的防尖峰⼲扰措施,但受成本和体积限制,再加上感应雷击等尖峰⼲扰的强度、频谱变化很⼤,所以防护效果不理想。这还是在压敏限幅元件⽐较理想的情况下得出的效果,实际上由于压敏元件残压和引线电感的影响,在较强感应雷击下,可能会导致实际限幅电压峰值升到800V~1000V以上,⽽使后级电⼦设备遭受威胁。
(4) 加强对电⼦设备的防护效果,在电源与负载间串⼊超隔离变压器(⼜称隔离法),以隔绝⾼频尖峰⼲扰,同时⼜可使次级等电位联接便于进⾏
隔离法主要采⽤带屏蔽层的隔离变压器。由于共模⼲扰是⼀种相对⼤地的⼲扰,所以它主要通过变压器绕组间的耦合电容来传递。如果在初、次级之间插⼊屏蔽层,并使之良好接地,便能使⼲扰电压通过屏蔽层分路掉,从⽽减⼩输出端的⼲扰电压。
棘轮棘爪理论上带屏蔽层的变压器能使衰减量达到60dB左右。但隔离效果的好坏,往往取决于屏蔽层的⼯艺。最好选⽤ 0.2 mm 厚的紫铜板材,原边、副边各加⼀个屏蔽层。通常,原边的屏蔽层通过⼀个电容器与副边的屏蔽层接到⼀起,再接到副边的地上。也可以原边的屏蔽层接原边的地线,副边的屏蔽层接到边的地线。并且接地引线的截⾯积也要⼤⼀些好。采⽤带屏蔽层的隔离变压器,是个好⽅法,只是体积较⼤。
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这种⽅法因变压器功能过于单⼀,相对体积、重量⼤,安装不甚⽅便,对中、低频尖峰和浪涌防护效果不好,因此市场有限,⽣产⼚家也不多。所以⾮特殊场合⼀般都不⽤。
(5) 吸收法
防盗手机套吸收法主要采⽤吸波器件将浪涌尖峰⼲扰电压吸收掉。吸波器件都有共同的特点,即在阈值电压以下呈现⾼阻抗,⽽⼀旦超过阈值电压,则阻抗便急剧下降,因此对尖峰电压有⼀定的抑制作⽤。
这类吸波器件主要有压敏电阻、⽓体放电管、TVS管、固体放电管等。不同的吸波器件对尖峰电压的抑制也有各⾃的局限性。如压敏电阻的电流吸收能⼒不够⼤,⽓体放⼤电管的响应速度较慢。

本文发布于:2024-09-23 11:15:30,感谢您对本站的认可!

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