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1、當(dāng)前位置:首頁知識課堂基礎(chǔ)理論電涌保護(hù)器(電涌保護(hù)器(SPDSPD)工作原理和結(jié)構(gòu))工作原理和結(jié)構(gòu)發(fā)布日期:2012年05月14日來源:中國防雷信息網(wǎng)簡介:電涌保護(hù)器(SurgeprotectionDevice)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置。電涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地,保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。關(guān)鍵字:電涌保護(hù)器防雷信號傳輸電
2、涌保護(hù)器(SurgeprotectionDevice)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置,過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護(hù)器”英文簡寫為SPD。電涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地,保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。電涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同,但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護(hù)器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、
3、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。一、SPD的分類:1按工作原理分:(1)開關(guān)型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗,但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時,其阻抗就突變?yōu)榈椭?,允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。(2)限壓型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時為高阻擾,但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小,其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。(
4、3)分流型或扼流型分流型:與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián),對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗,而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。扼流型:與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián),對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗,而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。用作此類裝置的器件有:扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、14波長短路器等。2按用途分:(1)電源保護(hù)器:交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。(1)額定擊穿電壓,它是指在指定反向擊穿電流(常為lma)下的擊穿電壓,這于齊納二極管額定擊穿電壓一般
5、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)最大箝位電壓:它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時,其兩端出現(xiàn)的最高電壓。(3)脈沖功率:它是指在規(guī)定的電流波形(如101000μs)下,管子兩端的最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),其兩端所能施加的最大電壓,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)的最高運(yùn)行電壓峰值,也即不能在系統(tǒng)正常
6、運(yùn)行時處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。(5)最大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的最大反向電流。(6)響應(yīng)時間:10~11s5扼流線圈:扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個尺寸相同,匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上,形成一個四端器件,要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用,而對于差模信號呈現(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(如雷電干擾),而對線路正常傳輸?shù)牟?/p>
7、模信號無影響。這種扼流線圈在制作時應(yīng)滿足以下要求:(1)繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣,以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。(2)當(dāng)線圈流過瞬時大電流時,磁芯不要出現(xiàn)飽和。(3)線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣,以防止在瞬時過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)線圈對瞬時過電壓的而授能力。614波長短路器14波長短路器是根據(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電涌
8、保護(hù)器,這種保護(hù)器中的金屬短路棒長度是根據(jù)工作信號頻率(如900MHZ或1800MHZ)的14波長的大小來確定的。此并聯(lián)的短路棒長度對于該工作信號頻率來說,其阻抗無窮大,相當(dāng)于開路,不影響該信號的傳輸,但對于雷電波來說,由于雷電能量主要分布在nKHZ以下,此短路棒對于雷電波阻抗很小,相當(dāng)于短路,雷電能量級被泄放入地。由于14波長短路棒的直徑一般為幾毫米,因此耐沖擊電流性能好,可達(dá)到30KA(820μs)以上,而且殘壓很小,此殘壓主要是由
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