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浪涌保护器在电子设备中的应用

发布时间: 2015-12-28       作者:上海潘登新电源无限公司      来源:http://dblvfx.com/      点击数:

1  浪涌的伤害

   浪涌是超出正常任务电压的刹时过电压,是产生在几百万分之一秒时间内的一种激烈脉冲。

供电体系的浪涌有的来自外部,有的来自外部。如,外部雷电惹起的感应雷击、直接雷击、雷电侵入波,或许,外部大年夜功率设备的启动停止、理性负荷的投入和切除、电容器的投入和切除,和短路毛病等都能够产生浪涌电压、浪涌电流。

   浪涌电压、浪涌电流使设备寿命降低,靠得住性降低;设备破坏,体系瘫痪,乃至威逼操作人员的生命安然。

为了增添浪涌的影响,普通应在被保护设备前精确装置浪涌保护器(SPD):将浪涌电流引上天下、将浪涌电压箝制在一个安然的程度上;对那些不克不及阻拦的雷电,采取办法后防止其形成破坏。      

2  电子仪器中的浪涌防护

2.1  压敏电阻器(MOV)

压敏电阻器是根据半导体材料电压与电流的非线性特点制成的器件。当它两端所加电压低于压敏电压(标称额外电压)值时,压敏电阻器开路,外部简直没有电流流过;当两端所加电压高于压敏电压值时,压敏电阻器敏捷击穿导通,由高阻态变成低阻态,任务电流急剧增大年夜;当两端所加电压低于压敏电压值时,压敏电阻器又能恢复为高阻态;当两端所加电压逾越最大年夜限制电压值时,压敏电阻器则完全击穿破坏。

压敏电阻器的重要技巧目标有压敏电压和通流容量等。压敏电阻的标称电压普通指1mA直流电流畅入压敏电阻器时测得的电压值V1mA。惯例产品的压敏电压范围在152000V,根据被保护设备的须要精确选用便可。普通V1mA=1.5Vp,式中,Vp为电路额外电压的峰值。压敏电阻的通流容量指在规定的情况温度、规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数的情况下,压敏电压的变更不逾越某一数值(如±10%)时的最大年夜脉冲电流值。惯例单片 MOV产品的通流容量为2020kA。压敏电阻所接收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大年夜通流量。如单个产品的通流容量不克不及满足应用请求,可将几个压敏电阻并联在一路应用。

2.2  浪涌保护器在调理仪表中的应用

大年夜多半电子仪器仪表以单订交换供电,产生表内的高压直流电压。以极东神港自控工程无限公司的调理仪为例,向外部元器件供电的±5V/+12V直流电压都由220 V交换电压转换而来。图1是AC-DC的转换电路。 交换电源出口处并联一个压敏电阻,用作过压浪涌防护;串接一个10Ω/0.5W电阻,用来克制电流浪涌;高频变压器的低级绕组两端并联一个TVS组合电路, 克制和接收开关举措产生的过电压。

交换电源的电压为220 V,故V1mA=1.5Vp=1.5*308V=462V,即,压敏电阻的击穿电压可选用470480V,实际电路当选用了TNR7V471压敏电阻。图中 IC201是由击穿电压高达 700V MOS FET和CMOS控制

   图一

单位组合而成的单片集成电路,它的漏极接高频变压器低级和SMAJ100型TVS管。SMAJ100是反向任务电压为100V,最大年夜电流冲击点的箝位电压为162V的电路。 IC201关断时漏极处产生的过压约为300+162V,明显低于700V, SMAJ100有效地保护了 IC201集成电路 。

推敲到大年夜多半仪表产品的体积都比较小,如极东神港自控工程无限公司新推出的BCx2调理仪,它们的正面尺寸为48mmX48mm,48mmX96mm96mmX96mm,而拔出屏深仅60mm(JCx系列还有更小的尺寸),在无限的小空间内只能作根本的防护,如上图所示。为了使体系安然靠得住,产品解释书中普通都注明,应在外部装置保险丝,如装置一个额外电压250V AC 、额外电流2A5A的时延保险丝。

3   电气设备的浪涌防护

3.1  三相浪涌保护器

下面所说的电气设备指以三订交换供电的电气设备,如,潘登新电源公司的SBW5B无触点稳压器、GGDZ型照明节能配电柜等。对这些设备必须停止三相保护。推敲体系的接地情势,三相浪涌保护器的装置形式有共模接线形式、差模接线形式、3+1接线形式和全模接线形式。前3种形式由34块模块组合而成(图2);共模接线形式保护设备内电路和器件对地的绝缘,差模接线形式保护两个输入端之间的电路和器件。全形式保护形式的接线如图3所示,应用了更多模块,对浪涌经过的一切能够的线路停止保护,保护的后果更好。

               图2

                        图 3

如前所述,若要进步 SPD 的通流容量,应将多只压敏电阻MOV 并联在一路应用。如JOSLYN公司临盆的并联MOV阵列三相、单相浪涌保护器。

关于大年夜电流的冲击,单个压敏电阻很能够被击穿,但假设采取汇流排将冲击电流均匀分派到并联在某个特定形式上的元件阵列,那么,分摊到每个压敏电阻元件的冲击电流幅度则大年夜幅度降低。比如,SPD并联了由10个压敏电阻元件构成的阵列,关于一个由雷击形成的50kA的冲击电流将被均匀分摊到这10个元件上,是以,每个克制元件只遭受5kA的电流冲击,这将使克制元件因冲击电流产生的本身消耗很小。

固然,多元件阵列构造对制造材料、制造情况、制造工艺和成品挑选等有严格的请求,如,并联的压敏电阻伏安特点应尽可能雷同,以防止惹起分流不均匀而破坏压敏电阻。

3.2   浪涌保护器在SBW5B无触点稳压器中的应用

图4是SBW5B无触点稳压器的道理框图,零件由补偿电路、调压电路、主控板、输入采样电路、输入采样电路、输入控制电路、保护电路、旁路电路,和浪涌防护器等单位构成。

其任务过程为:当输入电压动摇或负载变更时,经过过程输入输入采样电路获得反应电压,经与基准电压停止比较断定,然后由主控板输入控制旌旗灯号,控制调压电路中照应的晶闸管模块导通, 使补偿电路产生极性和大年夜小不合的补偿电压,达到稳定输入电压的目标。同时,主控板还对保护电路和输入控制电路停止控制,产生照应的保护举措和输入控制举措。


                              图 4

        推敲到我国70%以上地区都在多雷区-强雷区,雷电灾害严重;并且,很多人口栖息密集和经济较蓬勃的大年夜中城市处在中等以上雷电区,这些地区应用计算机、电子信息产品和电源产品更广泛,遭受雷害的概率很高。 是以,SBW5B无触点稳压器在它的输入端以“全模保护”接线情势装置了浪涌防护器,保护稳压器和稳压器后真个设备,使其免受雷电及电网外部浪涌过电压的伤害。

3.3    浪涌保护器在防雷工程中的应用

    雷击的能量异常巨大年夜,须要分级泄放,将这些能量渐渐泄放到大年夜地。下面是潘登新电源公司为某医院门诊大年夜楼防雷工程所作的设备筹划:推敲到设备的重要性,在总配电柜前端并联接入了采取主动热保护MOV技巧的美国伊顿公司的XT100三相电源浪涌保护器,作为第一级保护(雷电通流容量大年夜于或等于100kA),以克制沿电源线侵入的雷电浪涌过电压和电力体系操作过电压。在各电梯控制柜、水泵控制柜、计算中间、交换机房的电源前端并联接入美国强士林公司1457-21(美国伊顿XT40)型三相电源浪涌保护器,作为第二级防护(雷电通流容量大年夜于或等于40kA),将沿电源线侵入的雷电浪涌过电压和电力体系操作过电压克制到更低的程度,使各类设备的过电压防护更有保证。美国伊顿XT100防雷器前串接一个62A的三相高压断路器,美国强士林1457-21(美国伊顿XT40)防雷器前串接一个32A的三相高压断路器,以包管防雷器出现毛病时能有效地离开电源线路。


                             图 5

4 停止语

    本文在简介以MOV构成的浪涌保护器特点的基本上,较详细地简介了它在保护调理仪表和电气设备中的应用。简介的内容可供工程技巧人员在设计和保护相干产品时参考。

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