浪涌保护器工作原理220浪涌实物接线图示限流保护器工作原理

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浪涌保护器工作原理

浪涌保护器工作原理_什么时候需要安装浪涌保护器_如何挑选浪涌保护器
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深圳市艾尔特通讯技术有限公司复合型电子系统浪涌保护器一、复合型电浪涌保护器 复合型电浪涌保护器,也称复合型一体化全保护电浪涌保护器,外形设计 采用箱式结构,内部设计采用将压敏电阻(MOV) 、陶瓷放电管(GTD) 、瞬态 二极管(TVS)等各种防雷、瞬态过电压保护元器件合理矩阵排列在 PCB 电路 板,由主放电电路和控制电路组成,充分利用不同元器件的特点,发挥其作用。

二、复合型电浪涌保护器组成元器件的特点及作用 1.压敏电阻(MOV) :  当电路电压高于压敏电阻启动电压时,阻值迅速下降为零,呈开路状态,形 成放电通道;当电路电压低于压敏电阻启动电压时,阻值为无穷大,呈断路 状态,与电路完全隔绝。

 实验室研究发现:多个压敏电阻并联使用给出的箝位电压(残压)比单个压 敏电阻使用的要低很多。

 压敏电阻由于自身结构的原因,有一个缺点:产生不规则泄漏电流,也就是 漏电电流, 这个指标是影响压敏电阻的使用稳定性主要因素, 也是决定防雷 器使用寿命的主要指标。

 给出较快的响应时间,小于 25 纳秒。

2、 陶瓷放电管(GTD) :  保证直流电压击穿,形成放电通道。

 与压敏电阻串联作用,充当开关作用,阻隔压敏电阻的泄漏电流,延长压敏 电阻的作用寿命。

 陶瓷放电的管壁具备迅速均匀散热的功效, 可以迅速将放电过程的电能转换

深圳市艾尔特通讯技术有限公司成热能并迅速均匀散放,有利于吸收管子暂态较大功率。

3、 瞬态二极管(TVS) : 快速响应启动,最快可以达 1 纳秒。

 有效抑制高频电源信号的干扰,提供精细保护。

 结面积较大,通流能力强。

 散热条件好,有利于吸收管子暂态较大功率。

4、 浪涌电阻(SR) :一种新型的耐压水平高达 1500V,耐冲击电压在 4-6KV 的新型电阻,安的作 用是保证复合型电浪涌保护器的控制电路的稳定性和正常工作。

5、 温度控制保险管独特的电子控温保险管,反应灵敏、动作快,能有效把电浪涌保护器与系统 隔离,避免电浪涌保护器燃烧、自爆。

三、 多个压敏电阻并联的作用 复合型电浪涌保护器采用多个压敏电阻矩阵排列在电路板上(如图 1) , 而传统的模块式电浪涌保护器采用单一压敏电阻泄流(如图 2) ,从保护的角度 来看,如果单一压敏电阻一旦受到损坏或失效,则被保护设备,将失去保护, 而多个压敏电阻并联使用,一旦其中的一、二个压敏电阻被损坏,而其它的完 好者仍可以担任保护任务;

深圳市艾尔特通讯技术有限公司图 1-1实验室研究发现:当多个压敏电阻并联时,如果作用在并联电路上的电压 为 300V 时, 电流的 99.4%通过较低电压特性的压敏电阻, 当作用在并联电路上 的电压为 500V 时,流经电流比为 57:43, ,当电压大于 1000V 时,流经多个 压敏电阻的电流几乎相同(如图 3) 。

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深圳市艾尔特通讯技术有限公司200V 300V 500V 1000V当应用于较大暂态过电流的保护场合时, 采用多个压敏电阻并联, 具有明 显优势, ,与单一压敏电阻相比,多个压敏电阻可以给出较低的箝位电压,可以 一次性将 6KV 以上的电压抑制到小于最大工作电压 2 倍以下, 可以提高泄放暂 态过电流能力,还可减缓其中各个压敏电阻的性能退化。

多个压敏电阻并联的好处可以提高泄放暂态过电流能力,减缓压敏电阻的 性能退化,延长使用时间,但也会增大并联电路的寄生电容,不利于保护工作 频率较高的电子系统,经实验室研究:通过压每电阻与陶瓷放电管合用可以克 服这一缺点。

四、压敏电阻与陶瓷放电管串联合用的作用 压敏电阻在通过持续大电流后其自身的性能要退化,如果将压敏电阻与放 电管并联使用,可以克服这一缺点, ,在放电管尚未放电导通前,压敏电阻就开 始动作,对暂态过电压箝位,泄放大电流,当放电管放电导通后,它将与压敏 电阻进行并联分流,减小了对压敏电阻的通流压力,从而缩短了压敏电阻通过 暂态大电流的时间,有助于减缓压敏电阻的性能退化,在并联组合中,如果压 敏电阻的参考电压 U1mA 选得过低, 则放电管将有可能在暂态过电压作用期间内 不会放电导通, 过电压的能量将由压敏电阻完全来承担, 这样对压敏电阻不利, 因此,U1mA 的数值必须选得比放电管的直流放电电压大才行,但由于它没有很 好地解决放电管产生的续流问题,它不适合交流电源系统的保护。

由于压敏电阻具有较大的寄生电容,当用于交流电路的保护时,会产生比 较大的泄漏电流,大的泄电电流会对系统的正常工作产生影响,压敏电阻与放 电管串联使用后,由于放电管寄生电容很小,可以小到几个微微法,在串联组

深圳市艾尔特通讯技术有限公司合中,放电管实际起到了一个开关作用,当它没有暂时态过电压,它能将压敏 电阻与系统隔开,使压敏电阻没有泄漏电流,这样就可以降低压敏电阻的参考 电压, 从而有效地减缓压敏电阻性能退化, , 压敏电阻的参考电压可以选项得更 低,只要放电管能够迅速导通,则串联电路就能给出较低的箝位电压。

五、复合型一体全保护电浪涌保护器的特点 1、残压低:  复合型电浪涌保护器可以一次性地将 6KV 以上的浪涌电压抑制到系统最大 工作电压的 2 倍以下,三相的可以抑制到 800V,单相的可以抑制到 600V 以下;而模块式防雷器要经过 B 级、C 级、D 级三级防护才能达到 1000V 左右。

 为什么残压会低?复合型电浪涌保护器采用的多个压敏电阻并联, 改变传统 的模块式防雷器的单一压敏电阻结构, 实验室研究表明, 多个压敏电阻并联 给出的残压要远远小单一压敏电阻的残压, 再加上陶瓷放电管和瞬态二极管 都具备抑制较高的箝位电压, 串联电路和三层大电流滤波本身的特性也能有 效抑制较高的箝位电压。

 箝位电压(残压)低有什么意义?如果残压过高,超出被保护系统的工作电 压几倍以上,甚至达到 2KV 以上,尽管它附加并作用在被保护设备的时间 只有几个微秒,不足以立即对被保护设备产生损坏 ,但频繁的作用,必将造成 被保护设备过早被渐进式损坏,而影响系统的正常运行,随着大规模集成电路 技术的迅速发展, 电子、 电气系统的电子集成化程度越来越高, 大量高精度、 高灵敏度电子元器件得到了广泛的应用, 为了更加有效抑制雷电和各种电浪 涌造成的破坏, 需要对电浪涌保护器提出更高的要求, 实践证明, 残压越低,

深圳市艾尔特通讯技术有限公司其安全性就越高, 只有残压小到最大工作电压 2 倍以下, 才能保证被保护设 备不被损坏。

2、全保护、一体化  复合型电浪涌保护器由于采用 PCB 板矩阵排列 MOV、GDT、TVSS,不但 具备相(线)对地保护,还通过合理的电路的设计,充分考虑到相(线)之 间由于各种耦合引起的电浪涌不断出现的可能, 使复合型电浪涌保护器同时 满足差模和共模的保护要求,具备了相、线之间的保护。

 全保护一体化的意义: 从相关统计数据分析, 由于电磁干扰起的各类电浪涌 造成的电子、电气设备以及人身伤害中。

相线对地产生的电浪涌只占 23-27%,而由各种耦合产生的相线之间的电浪涌占 60%以上,远远高于相、 线对地产生的电浪涌, 通常模块式电浪涌保护器在一般情况下只能满足相线 对地的保护,只有通过增加模块数量,到少要 7 个模块,才能满足相线之间 的保护作用, 。

3、三层大电流滤波功效 复合型全保护一化化电浪涌保护器在设计充分考虑到电浪涌产生原因的不 确定性,设计上采用多层大电流滤波功能,第一层采用多个压敏电阻和放电管 分别矩阵排列,然后进行串联,满足最大通流量的要求,组成第一层过流泄流 保护;在第二层继续采用压敏电阻与放电管分别矩阵排列,加强和保证通流能 力的稳定性,第三层采用多个压敏电阻并联和瞬态二极管并联,再进行串联, 在第三层主要发挥瞬态二极管响应时间快的优点,最后通过三层矩阵排列,形 成了三层泄流保护电路. 三层大电流滤波的意义和作用:当第一层遭受电浪涌的冲击造成损害时,

深圳市艾尔特通讯技术有限公司第二、三层继续担当保护的责任,特别是电浪涌连续不断冲击情况下,它的作用 和意义就显得特别。

三层大电流泄流设计既做到大电流滤波功能,起到了多层 保护作用,把压敏电阻、陶瓷放电管和瞬态二极管的各自作用发挥到极点,有 效抑制了过电压,做到了箝位电压更低,同时可以承受电浪涌的连续不断的冲 击。

4、响应时间短  复合型电浪涌保护器的响应时间一般在小于 5 钠秒,有些甚至更短,达到 1 纳秒。

 为什么复合型电浪涌保护器的响应时间更短?一般模块式电浪涌保护器的 响应时间小于 25ns(纳秒) ,所谓响应时间,就是指当暂态过电压作用于放 电元器件击穿限压的时间,压敏电阻响应时间小于 25ns(纳秒) ,放电管的 响应时间更长,瞬态二极管的响应时间小于 1ns(纳秒)甚至更低。

所有电浪 涌保护器所标出的响应时间是指产品中最短的保护元器件的响应时间, 如标 出小于 25ns,说明它结构是单一压敏电阻或压敏电阻与陶瓷放电管串联合 用结构,复合型电浪涌保护器响应时间小于 5 纳秒,是采用了瞬态二极管, 因为瞬态二极管响应时间一般都小于 1 纳秒, 加上电路延时和管脚延长的所 产生的损耗,它的响应时间在 5 纳秒。

 响应时间短有什么意义?响应时间小于 25ns 能满足一般电气化设备要求, 但随着大规模集成电路的发展, 供、 配电系统的自动化, 智能化程度大提高、 电子设备的高精度、 高灵敏度化, 许多电子设备内部元器件灵敏程度也大大 提高,大量采用一些过电压、放电元器件来进行电压、放电元器件的响应时 间一般都在小于 25ns,甚至达到 5 个纳秒,如果电浪涌保护器内部的元器

深圳市艾尔特通讯技术有限公司件质量有问题、老化或失效,响应时间肯定会延长,电浪涌保护器就不能抢 先于被保护设备内部的过电压、放电元器件启动,就失去了保护的意义。

5、 漏 税 电 电 流 为 零 :  复合式电浪涌保护器采用压敏电阻、气体放电管和瞬态二极管组合的放电 电路,陶瓷放电管在其中担当开关作用,有效阻隔了压敏电阻的泄漏电 流,所以它的漏电电流为零,  为什么漏电电流为零?通常的电浪涌保护器采用一个或几个压敏电阻作主 放电电路。

因压敏电阻有一致命的缺点:有不规则的泄漏电流,压敏电 阻工作一段时间后,特别是性能较差的压敏电阻,因漏电流变大会加速 老化或发热自爆,而放电管的性能在此可以充当开关的作用,可以有效 解决漏电流问题。

 漏电电流为零的的意义:漏电电流大小直接关系到压敏电阻的工作的稳定 性, 关系到电浪涌保护器的使用寿命, 是电浪涌保护器最为重要的指标, 一般单一压敏电阻的电浪涌保护器是依据压敏电阻的使用寿命决定,一 般在 3-5 年,不会更长,复合型浪涌保护器的使用寿命比普通模块式电 浪涌保护器更长,一般在 10 年,甚至达到 15 年。

6、过流、过温保护: 复合型电浪涌保护器采用控温控流模式电路,通过温控保险丝对过热现象 进行阻隔,当发生过流现像导致电浪涌保护器的元器件发生自爆自热现像 时,能及时、有效、迅速地使电浪涌保护器与电网隔离,电子温控比机械 脱反应快 10 倍以上。

7、安装方便

深圳市艾尔特通讯技术有限公司复合型电浪涌保护器在安装上突破了传统的模块式电浪涌保护器安装上的 局限性,不但可以安装在 35MM 的导轨上,还可以在各种条件和不同方向 的情况下进行安装。