浪涌信號(hào)與防護(hù)方法

3　浪涌防護(hù)器的主要技術(shù)參數(shù)與要求

浪涌防護(hù)器的主要技術(shù)參數(shù)包括以下幾個(gè)方面：

1、防護(hù)水平(殘平)Up

浪涌防護(hù)器在通過(guò)浪涌電流時(shí)，保護(hù)器兩端的電壓差稱(chēng)殘壓。防護(hù)水平是指在額定放電電流時(shí)，防護(hù)端的殘壓水平，即瞬時(shí)鉗位電壓的鉗制能力。這是選擇浪涌保護(hù)器的一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)殡姎?、電子設(shè)備只能承受一定范圍的瞬時(shí)過(guò)電壓，如電話(huà)交換機(jī)要求小于1000V，主機(jī)控制部份要求700V，否則有可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

2、響應(yīng)時(shí)間ta

浪涌防護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間必須比浪涌電流的速度快，是浪涌防護(hù)器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映浪涌防護(hù)器的特性。響應(yīng)時(shí)間越小，抑制浪涌瞬態(tài)電壓的速度就越快。一般由計(jì)算機(jī)控制的電子設(shè)備，其浪涌防護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)10ns，這樣才能達(dá)到保護(hù)電子設(shè)備的目的。

3、最大浪涌電流(放電容量)Imax

最大浪涌電流是指浪涌防護(hù)器處理瞬態(tài)過(guò)壓的最大工作電流。浪涌電流Imax越大，浪涌防護(hù)器的可靠性越高。當(dāng)然，選擇容量大小決定雷區(qū)浪涌的強(qiáng)弱、防護(hù)設(shè)備的重要性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值等因素。

4、噪音衰耗

浪涌瞬態(tài)過(guò)壓一般都會(huì)引起微波和瞬態(tài)高頻噪音，如果浪涌防護(hù)器不采用高頻濾波器模塊對(duì)微波和高頻噪音進(jìn)行過(guò)濾，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)紊亂和電子元件老化。這是浪涌防護(hù)系統(tǒng)的安全、可靠的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

5、保護(hù)模式

為保證被防護(hù)系統(tǒng)的安全，在三相四線(xiàn)并帶地線(xiàn)的電源中必須采用全模式結(jié)構(gòu)的浪涌防護(hù)系統(tǒng)。

6、電壓

標(biāo)稱(chēng)電壓Un：與被防護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，例如：230/380V。

工作電壓：在電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍內(nèi)具備正常運(yùn)行的能力。

最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc：加在浪涌防護(hù)器接線(xiàn)端的最大連續(xù)工作電壓的有效值。Uc值必須與標(biāo)稱(chēng)電壓相符，在使用說(shuō)明的規(guī)定范圍內(nèi)。

7、浪涌防護(hù)能力(壽命)

浪涌防護(hù)器在某波形(通常為10kA 8/20μs 20kV波形)下所承受的沖擊次數(shù)。

8、自動(dòng)防故障保護(hù)

浪涌防護(hù)器必須具有自動(dòng)防故障保護(hù)功能。

9、絕緣電阻：≥1000MΩ

10、浪涌防護(hù)器的輔助功能

狀態(tài)顯示、音響報(bào)警、浪涌計(jì)數(shù)及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

11、電磁兼容

電磁兼容應(yīng)符合國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

4　浪涌防護(hù)器最常用器件

主要有：金屬氧化物壓敏電阻MOV、硅雪崩二級(jí)管SAD、濾波電容器和混合型等。

(1)金屬氧化物壓敏電阻MOV

是非線(xiàn)性的電子元件，允許大電流通過(guò)維持接線(xiàn)端(指定端)很低的殘余電壓。當(dāng)金屬氧化物壓敏電阻遇到瞬時(shí)超過(guò)它的啟動(dòng)電壓時(shí)，它立即由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，讓瞬間巨大的浪涌泄放到大地，使危險(xiǎn)的高電壓遠(yuǎn)離敏感的電子設(shè)備。

典型的有氧化鋅(ZnO)浪涌吸收器，它是一種以ZnO材料為主，添加多種過(guò)渡性金屬氧化物經(jīng)高溫?zé)商幚矶傻亩嗑О雽?dǎo)體陶瓷元件。由于電微觀(guān)結(jié)構(gòu)的隧道效應(yīng)，使它具有與齊納二極管相似的非線(xiàn)性電壓一電流特性曲線(xiàn)。另外，該元件的承受脈沖能量幾乎是齊納二極管的幾十或幾百倍。至今，這種元件已廣泛地應(yīng)用于電源設(shè)備或其他低頻電路防雷擊和吸收開(kāi)關(guān)電涌.

(2)濾波電容器

它能消除巨大的脈沖危害，并可以過(guò)濾高頻噪音。當(dāng)幅度為幾十伏到幾百伏的高脈沖進(jìn)入電源時(shí)，若沒(méi)經(jīng)過(guò)處理，這些脈沖會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)紊亂和元件劣變。瞬間浪涌可以經(jīng)金屬氧化物壓敏電阻與硅雪崩二極管處理，但無(wú)法消除高頻噪音，而濾波電容即可解決此問(wèn)題。

(3)混合型

它兼容了金屬氧化物壓敏電阻的大過(guò)流容量特性，提高浪涌電流導(dǎo)通能力，又具有硅雪崩二極管的反應(yīng)快并具鉗位電壓低的特性。為您提供最低的平穩(wěn)鉗位電壓。同時(shí)由濾波電容器消除高頻噪音。

(4)NTC熱敏電阻器

抑制浪涌電流用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻能有效地將開(kāi)機(jī)瞬間的浪涌電流抑制在十分之一以?xún)?nèi)，而不影響儀器的正常工作，并且在正常工作時(shí)其阻值很小，從而所耗散的功率也很少。這類(lèi)元件已廣泛用于各類(lèi)開(kāi)關(guān)電源中。

(5)瞬變電壓抑制器(TVS)

瞬變電壓抑制器(TVS)是一種特殊的硅二極管雪崩器件，故也稱(chēng)為閉變電壓抑制二極管，其工作原理與齊納二極管相似。特性及符號(hào)與齊納二極管相同，但與一般的齊納二極管不同的是對(duì)TVS器件有大面積的PN結(jié)，具有承受瞬間大電流的能力，另外它的反向特位為典型的雪崩型，在雪崩時(shí)有低動(dòng)態(tài)阻抗及低箝位電壓，只要將TVS并接手要保護(hù)的電路上，當(dāng)有瞬態(tài)電壓發(fā)生時(shí)，TVS將快速響應(yīng)(擊穿)，以耗散大的浪涌電流，電路被塔位于低電壓，使電路得以保護(hù)。

(6) CSSPD

CSSPD即控制維持電流型硅防護(hù)浪涌器件(Current type Silicon Surge Protective Device),它由日本新電元工業(yè)公司于1988年研制成功。該器件雙向兩端器件,由pnpnp五層組成,它是在單芯片上逆向并聯(lián)組成的復(fù)合器件。CSSPD的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、不需多級(jí)防護(hù)電路、耐電流量大、靜電容量小和可靠性高等,特別適用于防護(hù)雷電浪涌。日本新電元工業(yè)公司已推出多種有引線(xiàn)和無(wú)引線(xiàn)CSSPD,如DV3-5、KP4、KP15N系列、SV1-2和VR-60系列等。該公司還推出一種無(wú)引線(xiàn)橋整流(四端),型號(hào)KW4R,它含一個(gè)CSSPD(KP4R20)和四個(gè)整流二極管(S1WB60),它特別適用通信電路和電容性電源的防護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

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