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什么防浪涌保護(hù)器?防浪涌保護(hù)器作用及原理介紹

來(lái)源:廣州賽睿檢測(cè)設(shè)備有限公司   2017年09月14日 09:34  


一、防浪涌保護(hù)器基本元器件及其工作原理:
  1.放電間隙(又稱(chēng)保護(hù)間隙):
  它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成,其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L1或零線(N)相連,另一根金屬棒與接地線(PE)相連接,當(dāng)瞬時(shí)過(guò)電壓襲來(lái)時(shí),間隙被擊穿,把一部分過(guò)電壓的電荷引入大地,避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,其缺點(diǎn)時(shí)滅弧性能差。改進(jìn)型的放電間隙為角型間隙,它的滅弧功能較前者為好,它是靠回路的電動(dòng)力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。
  2.氣體放電管:
  它是由相互離開(kāi)的一對(duì)冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率,在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的,也有三極型的,
  氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有:直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2~3)Udc;工頻而授電流In;沖擊而授電流Ip;絕緣電阻R(>109Ω);極間電容(1-5PF)
  氣體放電管可在直流和交流條件下使用,其所選用的直流放電電壓Udc分別如下:在直流條件下使用:Udc≥1.8U0(U0為線路正常工作的直流電壓)
  在交流條件下使用:U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)
  3.壓敏電阻:
  它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻,當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后,電阻對(duì)電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個(gè)半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好(I=CUα中的非線性系數(shù)α),通流容量大(~2KA/cm2),常態(tài)泄漏電流小(10-7~10-6A),殘壓低(取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量),對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓響應(yīng)時(shí)間快(~10-8s),無(wú)續(xù)流。
 壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有:壓敏電壓(即開(kāi)關(guān)電壓)UN,參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);zui大通流容量Imax;泄漏電流;響應(yīng)時(shí)間。
  壓敏電阻的zui大參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來(lái)確定,應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K為殘壓比,Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。
  4.抑制二極管:
  抑制二極管具有箝位限壓功能,它是工作在反向擊穿區(qū),由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn),特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的zui末幾級(jí)保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α為非線性系數(shù),對(duì)于齊納二極管α=7~9,在雪崩二極管α=5~7.
二、抑制二極管的技術(shù)參數(shù)
  (1)額定擊穿電壓,它是指在反向擊穿電流(常為lma)下的擊穿電壓,這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V~4.7V范圍內(nèi),而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V~200V范圍內(nèi)。
  (2)zui大箝位電壓:它是指管子在通過(guò)規(guī)定波形的大電流時(shí),其兩端出現(xiàn)的zui高電壓。
  (3)脈沖功率:它是指在規(guī)定的電流波形(如10/1000μs)下,管子兩端的zui大箝位電壓與管子中電流等值之積。
  (4)反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區(qū),其兩端所能施加的zui大電壓,在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的zui高運(yùn)行電壓峰值,也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。
  (5)zui大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過(guò)的zui大反向電流。
  (6)響應(yīng)時(shí)間:10-11s
   5.扼流線圈:扼流線圈是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個(gè)尺寸相同,匝數(shù)相同的線圈對(duì)稱(chēng)地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上,形成一個(gè)四端器件,要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用,而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)(如雷電干擾),而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅P盘?hào)無(wú)影響。
三、扼流線圈在制作時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:
  1)繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣,以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。
  2)當(dāng)線圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí),磁芯不要出現(xiàn)飽和。
  3)線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣,以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。
  4)線圈應(yīng)盡可能繞制單層,這樣做可減小線圈的寄生電容,增強(qiáng)線圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力。
  6. 1/4波長(zhǎng)短路器
  1/4波長(zhǎng)短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號(hào)電涌保護(hù)器,這種保護(hù)器中的金屬短路棒長(zhǎng)度是根據(jù)工作信號(hào)頻率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波長(zhǎng)的大小來(lái)確定的。此并聯(lián)的短路棒長(zhǎng)度對(duì)于該工作信號(hào)頻率來(lái)說(shuō),其阻抗無(wú)窮大,相當(dāng)于開(kāi)路,不影響該信號(hào)的傳輸,但對(duì)于雷電波來(lái)說(shuō),由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下,此短路棒對(duì)于雷電波阻抗很小,相當(dāng)于短路,雷電能量級(jí)被泄放入地。
 

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