浪涌电流

浪涌电流
浪涌电流

浪涌电流

浪涌电流(surge current)是指电气设备在接通瞬间的电流特性,对供电网络及用电设备的安全都很重要。工程中通常需要对浪涌电流进行抑制处理。

概念介绍

浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源设备的峰值电流。

浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电,所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路,AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。

浪涌电流也指由于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。

分类信息

1.放电间隙(又称保护间隙):

它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

2.气体放电管:

它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的,也有三极型的,气体放电管的技术参数主要有:直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2~3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流Ip;绝缘电阻R(>109Ω);极间电容(1-5PF)气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下:在直流条件下使用:Udc≥1.8U0(U0为线路正常工作的直流电压);在交流条件下使用:U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值)。

3.压敏电阻:

它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当作用在其两端的电压达到一定数值后,电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好(I=CUα中的非线性系数α),通流容量大(~2KA/cm2),常态泄漏电流小(10-7~10-6A),残压低(取决于压敏电阻的工作电压和通流容量),对瞬时过电压响应时间快(~10-8s),无续流。

压敏电阻的技术参数主要有:压敏电压(即开关电压)UN,参考电压Ulma;残压Ures;残压比K(K=Ures/UN);最大通流容量Imax;泄漏电流;响应时间。

压敏电阻的使用条件有:压敏电压:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0为工频电源额定电压)

最小参考电压:Ulma≥(1.8~2)Uac (在直流条件下使用)

Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流条件下使用,Uac为被保护电路交流工作电压)

压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定,应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K为残压比,Ub为被保护设备的而损电压。

4.抑制二极管:

抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α为非线性系数,对于齐纳二极管α=7~9,在雪崩二极管α=5~7.

抑制二极管的技术参数主要有

(1)额定击穿电压,它是指在指定反向击穿电流(常为lma)下的击穿电压,这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V~4.7V范围内,而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V~200V范围内。

(2)最大箝位电压:它是指管子在通过规定波形的大电流时,其两端出现的最高电压。

(3)脉冲功率:它是指在规定的电流波形(如10/1000μs)下,管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积。

(4)反向变位电压:它是指管子在反向泄漏区,其两端所能施加的最大电压,在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值,也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。

(5)最大泄漏电流:它是指在反向变位电压作用下,管子中流过的最大反向电流。

(6)响应时间:10-11s

5.扼流线圈:扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号(如雷电干扰),而对线路正常传输的差模信号无影响。

扼流线圈在制作时应满足以下要求:

1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。

3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

6. 1/4波长短路器

1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的微波信号电涌保护器,这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波长的大小来确定的。此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说,其阻抗无穷大,相当于开路,不影响该信号的传输,但对于雷电波来说,由于雷电能量主要分布在n+KHZ以下,此短路棒对于雷电波阻抗很小,相当于短路,雷电能量级被泄放入地。

由于1/4波长短路棒的直径一般为几毫米,因此耐冲击电流性能好,可达到30KA(8/20μs)以上,而且残压很小,此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的,其不足之处是工频带较窄,带宽约为2%~20%左右,另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置,使某些应用受到限制。

NTC热敏电阻,抑制浪涌电流

为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻,能有效的抑制开机时的浪涌电流,并在完成浪涌电流抑制作用后,由于通过其电流的持续作用,功率型热敏电阻的阻值将下降的一个非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。 功率型NTC热敏电阻器的选用原则 1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流 2.功率型电阻器的标称电阻值 R≥1.414*E/Im 式中 E为线路电压 Im为浪涌电流 对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源, Im=100倍工作电流 对于灯丝,加热器等回路 Im=30倍工作电流 3.B值越大,残余电阻越小,工作时温升越小 4.一般说,时间常数与耗散系数的乘积越大,则表示电阻器的热容量越大,电阻器抑制浪涌电流的能力也越强。 华巨电子生产的功率型防浪涌热敏电阻工3种类型如下: 功率型NTC热敏电阻,主要应用于开关电源,UPS,大功率电子产品的开机防浪涌 SC MF72功率型NTC热敏电阻SCD大功率型NTC热敏电阻MF74超大功率型NTC热敏电阻 0.1A~11A 2A~32A 10A~36A 其中SC系列为常规热敏电阻常见的有D5,D7,D9,D11,D13,D15,D20,D25系列,如 5D5,5D7,5D9,10D11,10D15,5D20,5D25等 具体规格型号和参数等信息参见:https://www.360docs.net/doc/fb14320149.html,/ntcremin/sc.htm SCD系列是SCD系列大功率NTC热敏电阻是华巨电子工程师花费数年时间研制出来的专利产品,产品选用纳米材料等高科技产品作为原材料联合南京东南大学和理工大学等几所学校和科研院所联合研发的新一代抑制浪涌的功率型NTC热敏电阻,生产中采用新工艺新技术生产的新一代防浪涌NTC热敏电阻,SCD系列热敏电阻具有抑制浪涌能力强,最大稳态电流大,性能稳定,性价比高等特点。广泛应用于各种大功率电源,充电器,工业设备,汽车电子,航空航天领域,对于拟制浪涌冲,防止因电流浪涌损坏设备的正常运行起到很好地保护作用。SCD系列具有大稳态电流最大可以达到35A,大阻值,大电流,耐高温的特点。相

防浪涌电路汇总

防浪涌电路汇总

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防浪涌电路调研总结 常用的防浪涌电路有三种方案: 一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路,例如TVS管(瞬态抑制二极管),气体放电管,PTC(热敏电阻)等。这些防雷元器件的价格都很低。 二、光耦合电路。(光隔离器件,价格较低,TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术,是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路,减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右,adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源:浪涌通常由自然界的雷电、电源系统(特别是带很重的感性负载)开关切换时引起的,浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流,例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰,其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。 通常所说的防浪涌,有两个耐压指标,一个是共模,一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的,而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过,数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的,虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多,但它不像前者那样只维持很短的几毫秒,而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模,也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压,前端后端都一起烧坏;器件不会标称差模的耐压,这个由电路的设计来决定,如果超过这个耐压,前端烧坏,后端不会烧坏。 防浪涌电路通常分为隔离法和规避法: 一、隔离法 光耦合(需要隔离电源) 光耦合器(optical coupler,OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。 只要浪涌产生的电压幅值不超过光耦器件标称的值(通常为2500V),光耦就不会损坏,即使浪涌电压长时间地存在也不会对被隔离的设备产生损害。值得注意的是,光耦一般只能抑制共模形式的浪涌,不能抑制差模形式的浪涌。光耦

热敏电阻抑制浪涌电流设计

图1是典型的电子产品电源部分简化电路,C1是与负载并联的滤波电容。在开机上电的瞬间,电容电压不能突变,因此会产生一个很大的充电电流。根据一阶电路零状态响应模型所建立的一阶线性非齐次方程可以求出其电流初始值相当于把滤波电容短路而得到的电流值。这个电流就是我们常说的输入浪涌电流,它是在对滤波电容进行初始充电时产生的,其大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容其所形成的回路的总电阻。 假设输入电压V1为220Vac,整个电网内阻(含整流桥和滤波电容)Rs=1Ω,若正好在电源输入波形达到90度相位的时候开机,那么开机瞬间浪涌电流的峰值将达到I=220×1.414/1=311(A)。这个浪涌电流虽然时间很短,但如果不加以抑制,会减短输入电容和整流桥的寿命,还可能造成输入电源电压的降低,让使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电,对临近设备的正常工作产生干扰。 浪涌电流的抑制 浪涌电流的抑制方法有很多,一般中小功率电源中采用电阻限流的办法抑制开机浪涌电流。图2是一个常见的110V/220V双输入电源示意图,以此为例,我们分析一下如何使用NTC热敏电阻进行浪涌电流的抑制。

NTC热敏电阻,即负温度系数热敏电阻,其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降。NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻,用于抑制浪涌的NTC热敏电阻指的就是功率型热敏电阻器。 图2中R1~R4为热敏电阻浪涌抑制器通常放置的位置。对于同时兼容110Vac和220Vac输入的双电压输入产品,应该在R1和R2位置同时放两个NTC热敏电阻,这样可使在110Vac输入连接线连接时和220Vac输入连接线断开时的冲击电流大小一致,也可单独在R3或R4处放置一个NTC热敏电阻。对于只有220Vac输入的单电压产品,只需在R3或R1位置放1个NTC热敏电阻即可。 其工作原理如下: 在常温下,NTC热敏电阻具有较高的电阻值(一般选用5Ω或10Ω),即标称零功率电阻值。参考图1的例子,串接10ΩNTC时,开机浪涌电流为:I=220×1.414/(1+10)= 28(A),比未使用NTC热敏电阻时的311A降低了10倍,有效的起到了抑制浪涌电流的作用。 开机后,由于NTC热敏电阻迅速发热、温度升高,其电阻值会在毫秒级的时间内迅速下降到一个很小的级别,一般只有零点几欧到几欧的大小,相对于传统的固定阻值限流电阻而言,这意味着电阻上的功耗因为阻值的下降随之降低了几十到上百倍,因此这种设计非常适合对转换效率和节能有较高要求的产品,如开关电源。 断电后,NTC热敏电阻随着自身的冷却,电阻值会逐渐恢复到标称零功率电阻值,恢复时间需要几十秒到几分钟不等。下一次启动时,又按上述过程循环。 改进型电源设计 上述使用NTC浪涌抑制器的电路与使用固定电阻的电路相比,已经具备了节能的特性。对于某些特殊的产品,如工业产品,有时客户会提出如下要求:1、如何降低NTC的故障率以提高其使用寿命?2、如何将NTC的功耗降至最低?3、如何使串联了NTC热敏电阻的电源电路能适应循环开关的应用条件? 对于第1、2两点,因为NTC热敏电阻的主要作用是抑制浪涌,产品正常启动后它所消耗的能量是我们不需要的,如果有一种可行的办法能将NTC热敏电阻从正常工作的电路中切断,就可以满足这种要求。 对于第3点,首先分析为什么使用了NTC热敏电阻的产品不能频繁开关。从电路工作原理的分析我们可以看到,在正常工作状态下,是有一定电流通过NTC热敏电阻的,这个工作电流足以使NTC的表面温度达到100℃~200℃。当产品关断时,NTC热敏电阻必须

浪涌电流抑制电路

浪涌电流限制电路图 开关电源在加电时,会产生较高的浪涌电流,因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置,才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。浪涌电流主要是由滤波电容充电引起,在开关管开始导通的瞬间,电容对交流呈现出较低的阻抗。如果不采取任何保护措施,浪涌电流可接近数百A。 开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示,滤波电容C可选用低频或高频电容器,若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。合闸时Rsc限制了电容C的充电电流,经过一段时间,C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时,Rsc被短路完成了启动。同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。当合闸时,由于可控硅截止,通过Rsc对电容C进行充电,经一段时间后,触发可控硅导通,从而短接了限流电阻Rsc。 开关电源中浪涌电流抑制模块的应用 [导读]分析了电容输入式滤波整流器上电时对电源的浪涌电流冲击及危害,介绍了常规解决办法及存在的问题,提出一种实用解决方案。 1 上电浪涌电流 目前,考虑到体积,成本等因素,大多数AC/DC变换器输入整流滤波采用电容输入式滤波方式,电路原理如图1所示。由于电容器上电压不能跃变,在整流器上电之初,滤波电容电压几乎为零,等效为整流输出端短路。如在最不利的情况(上电时的电压瞬时值为电源电压峰值)上电,则会产生远高于整流器正常工作电流的输入浪涌电流,如图2所示。当滤波电容为470μF并且电源内阻较小时,第一个电流峰值将超过100A,为正常工作电流峰值的10倍。

浪涌电流会造成电源电压波形塌陷,使得供电质量变差,甚至会影响其他用电设备的工作以及使保护电路动作;由于浪涌电流冲击整流器的输入熔断器,使其在若干次上电过程的浪涌电流冲击下而非过载熔断。为避免这类现象发生,而不得不选用更高额定电流的熔断器,但将出现过载时熔断器不能熔断,起不到保护整流器及用电电路的作用;过高的上电浪涌电流对整流器和滤波电容器造成不可恢复的损坏。因此,必须对带有电容滤波的整流器输入浪涌电流加以限制。 2 上电浪涌电流的限制 限制上电浪涌电流最有效的方法是,在整流器与滤波电容器之间,或在整流器的输入侧加一负温度系数热敏电阻(NTC),如图3所示。利用负温度系数热敏电阻在常温状态下具有较高阻值来限制上电浪涌电流,上电后由于NTC流过电流发热使其电阻值降低以减小NTC 上的损耗。这种方法虽然简单,但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC 的初始温度影响,在环境温度较高或在上电时间间隔很短时,NTC起不到限制上电浪涌电流的作用,因此,这种限制上电浪涌电流方式仅用于价格低廉的微机电源或其他低成本电源。而在彩色电视机和显示器上,限制上电浪涌电流则采用串一限流电阻,电路如图4所示。最常见的应用是彩色电视机,这种方法的优点是简单,可靠性高,允许在宽环境温度范围内工作,其缺点是限流电阻上有损耗,降低了电源效率。事实上整流器上电处于稳态工作后,这一限流电阻的限流作用已完成,仅起到消耗功率、发热的负作用,因此,在功率较大的开关电源中,采用上电后经一定延时后用一机械触点或电子触点将限流电阻短路,如图5所示。这种限制上电浪涌电流方式性能好,但电路复杂,占用体积较大。为使应用这种抑制上电浪涌电流方式,象仅仅串限流电阻一样方便,本文推出开关电源上电浪涌电流抑制模块。

如何使用热敏电阻抑制电源电路浪涌电流

如何使用热敏电阻抑制电源电路浪涌电 流 开机浪涌电流产生的原因 图1是典型的电子产品电源部分简化电路,C1是与负载并联的滤波电容。在开机上电的瞬间,电容电压不能突变,因此会产生一个很大的充电电流。根据一阶电路零状态响应模型所建立的一阶线性非齐次方程可以求出其电流初始值相当于把滤波电容短路而得到的电流值。这个电流就是我们常说的输入浪涌电流,它是在对滤波电容进行初始充电时产生的,其大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容其所形成的回路的总电阻。 图1 电源示意图 假设输入电压V1为220Vac,整个电网内阻(含整流桥和滤波电容)Rs=1Ω,若正好在电源输入波形达到90度相位的时候开机,那么开机瞬间浪涌电流的峰值将达到I=220×1.414/1=311(A)。这个浪涌电流虽然时间很短,但如果不加以抑制,会减短输入电容和整流桥的寿命,还可能造成输入电源电压的降低,让使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电,对临近设备的正常工作产生干扰。

浪涌电流的抑制 浪涌电流的抑制方法有很多,一般中小功率电源中采用电阻限流的办法抑制开机浪涌电流。图2是一个常见的110V/220V双输入电源示意图,以此为例,我们分析一下如何使用NTC热敏电阻进行浪涌电流的抑制。 图2 110/220Vac双输入电源示意图 NTC热敏电阻,即负温度系数热敏电阻,其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降。NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻,用于抑制浪涌的NTC 热敏电阻指的就是功率型热敏电阻器。 图2中R1~R4为热敏电阻浪涌抑制器通常放置的位置。对于同时兼容110Vac和220Vac输入的双电压输入产品,应该在R1和R2位置同时放两个NTC热敏电阻,这样可使在110Vac输入连接线连接时和220Vac输入连接线断开时的冲击电流大小一致,也可单独在R3或R4处放置一个NTC热敏电阻。对于只有220Vac输入的单电压产品,只需在R3或R1位置放1个NTC热敏电阻即可。 其工作原理如下: 在常温下,NTC热敏电阻具有较高的电阻值(一般选用5Ω或10Ω),即标称零功率电阻值。参考图1的例子,串接10ΩNTC时,开机浪涌电流为:I=220×1.414/(1+10)= 28

浪涌保护器工作原理

以下是电源系统SPD选择的要点: 欧阳学文 1、根据被保护线路制式,例如:单相220V、三相 220/380V TNC/TNS/TT等,选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平,选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV,具体可参照GB 503435.4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式,有无因直击雷击中而传到雷电流的风险,选择一级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB 500576.3.4里的分流计算,计算线路所需的泄放电流强度,选择合适放电能力的SPD,需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号,不同厂家型号不一,没什么参考价值。建议选择知名品牌,现在防雷市场鱼龙混杂,不要贪图便宜而使用劣质产品。 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 设计原理

在最常见的浪涌保护器中,都有一个称为金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor,MOV)的元件,用来转移多余的电压。如下图所示,MOV将火线和地线连接在一起。MOV由三部分组成:中间是一根金属氧化物材料,由两个半导体连接着电源和地线。 这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时,半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之,当电压超过该特定值时,电子运动会发生变化,半导体电阻会大幅降低。如果电压正常,MOV会闲在一旁。而当电压过高时,MOV可以传导大量电流,消除多余的电压。随着多余的电流经MOV转移到地线,火线电压会恢复正常,从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式,MOV仅转移电涌电流,同时允许标准电流继续为与浪涌保护器连接的设备供电。打个比方说,MOV的作用就类似一个压敏阀门,只有在压力过高时才会打开。 另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管的作用与MOV相同——它们将多余的电流从火线转移到地线,通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现

常用的防浪涌电路有三种方案

常用的防浪涌电路有三种方案 常用的防浪涌电路有三种方案: 一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路,例如TVS管(瞬态抑制二极管),气体放电管,PTC(热敏电阻)等。这些防雷元器件的价格都很低。 二、光耦合电路。(光隔离器件,价格较低,TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术,是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路,减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右,adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源:浪涌通常由自然界的雷电、电源系统(特别是带很重的感性负载)开关切换时引起的,浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流,例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰,其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。 通常所说的防浪涌,有两个耐压指标,一个是共模,一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的,而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过,数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的,虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多,但它不像前者那样只维持很短的几毫秒,而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模,也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压,前端后端都一起烧坏;器件不会标称差模的耐压,这个由电路的设计来决定,如果超过这个耐压,前端烧坏,后端不会烧坏。 防浪涌电路通常分为隔离法和规避法: 一、隔离法 光耦合(需要隔离电源) 光耦合器(optical coupler,OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波

雷电浪涌防护一级测试波形的选择

雷电浪涌防护一级测试波形的选择——8/20波形和10/350 波形的比较研究 本文以Dion Neri 和Bruce Glushakow 所著的白皮书为基础,该白皮书经IEEE审核后被确定为学术理论性文件。 开始论述之前,我们先关注一下这样一个事实:多年来,美国的浪涌保护器(又称瞬态电压抑制器TVSS)的测试方案都以ANSI/IEEE C62.41(美国国家标准委员会/电气电子工程师协会C62.41标准)为测试规范。而在实际应用中,按照该标准进行设计、生产、测试的浪涌保护器在全球市场上取得了良好的应用效果。 一、历史回顾:10/350 作为一级测试波形的由来 在1995年以前,包括美国在内的大多数国家都采用8/20 波形测试浪涌保护器,“国际电气规范”(IEC)也采用相同的做法。但此后,在IEC 61643标准文件中,却对安装在建筑物进线处的浪涌保护器引入了新的“配电系统1级防护”测试方案。为了适应IEC 61643对冲击脉冲电流(I imp)的要求,测试机构不得不将测试波形改为10/350。而这一变化的所谓“理论基础”是:10/350的波形更接近于直接雷击的波形参数,因此,在对此类进行浪涌保护器(IEC称SPD)的有效性测试时采用10/350波形比8/20波形更合适。 然而,在经过大量可靠的跟踪调查之后,IEEE认为对测试方案做出类似的改动根本不具备充分的理由,因此仍然坚持采用8/20波形。但在现实中,IEC引入的“配电系统1级防护”测试新方案却在浪涌保护器市场上造成了混乱:在某些欧洲生产商的鼓动下,“配电系统1级浪涌保护器” 在设计、生产上按照10/350测试脉冲为参考,采用真空管作为防护元件,并宣称该种保护器成为所谓“主流”。他们依据很简单:“既然直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲进行模仿,所以,ANSI/IEEE所主张的8/20波形的测试规范就不足以起到防护直接雷击的作用。” 二、IEC选择10/350 的技术依据 按照IEC的“新要求”,测试“防护直接雷击的浪涌保护器”时应采用10/350波形冲击脉冲,而测试“防护间接雷击的浪涌保护器”时应采用8/20波形。 从右图可见,100kA的10/350波形脉冲的放电强度是20kA的 8/20 波形脉冲的125倍。125 × 0.4 = 50 照此类推:我们可以得出以下结论: 如果使用压敏电阻MOV作为浪涌抑制元件,设计一个能防护100kA 的10/350 波形的冲击脉冲的保护器,它所具备的放电能力必须相当于防护2500kA的8/20波形冲击脉冲的能力。 以上结论的计算过程发表在IEC的规范文件中,并以此作为理论依据证明:“按10/350波形测试设计的保护器的防护能力比按8/20波形测试的保护器要高20倍以上。” 三、对10/350波形的采用的争议 我们讨论这样的结论是否正确之前,先看看这样一些事实: 1.按8/20设计的浪涌保护器的实际应用状况 多年来,在所有采用ANSI/IEEE标准测试的低压浪涌保护器的市场上,至今没有,也没

浪涌电流及浪涌抑制器分类及主要技术详解

浪涌电流及浪涌抑制器分类及主要技术详解 【电源网】浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源设备的峰值电流。由于 输入滤波电容迅速充电,所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该 限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开 关环路,AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。浪涌电流也指由 于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。 ?浪涌抑制器的分类 ?1.放电间隙(又称保护间隙): ?它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属 棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按 需要调整,结构较简单,其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上 升作用而使电弧熄灭的。 ?2.气体放电管: ?它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或 陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。 这种充气放电管有二极型的,也有三极型的,气体放电管的技术参数主要有:直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2~3)Udc;工频而授电 流In;冲击而授电流Ip;绝缘电阻R(>109Ω);极间电容(1-5PF)气体放电管可在直 流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下:在直流条件 下使用:Udc≥1.8U0(U0为线路正常工作的直流电压)在交流条件下使用:U

浪涌防护

电子设备的浪涌防护 浪涌 浪涌顾名思义就是瞬间出现超出稳定值的峰值,它包括浪涌电压和浪涌电流。 浪涌电压是指的超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。 浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。 在电子设计中,浪涌主要指的是电源(只是主要指电源)刚开通的那一瞬息产生的强力脉冲,由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲;或者由于电源或电路中其它部分受到本身或外来尖脉冲干扰叫做浪涌.它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等. 而浪涌保护就是利用非线性元器件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路,简单而常用的是并联大小电容和串联电感. 供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等)。供电系统浪涌的产生 供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等)。 外部原因: 雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上: (1)直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。 (2)间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。 直接雷击是最严重的事件,尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达 100kA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA到10kA。在雷电活动频繁的区域,电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区,上述事件是很少发生的。 间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。 内部原因: 内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关:供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因,都会带来内部浪涌,给用电设备带来不利影响。特别是计算机、通讯等微电子设备带来致命的冲击。即便是没有造成永久的设备损坏,但系统运行的异常和

防浪涌电路总结

防浪涌电路调研总结 常用的防浪涌电路有三种方案: 一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路,例如TVS管(瞬态抑制二极管),气体放电管,PTC(热敏电阻)等。这些防雷元器件的价格都很低。 二、光耦合电路。(光隔离器件,价格较低,TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术,是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路,减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右,adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源:浪涌通常由自然界的雷电、电源系统(特别是带很重的感性负载)开关切换时引起的,浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流,例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰,其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。 通常所说的防浪涌,有两个耐压指标,一个是共模,一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的,而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过,数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的,虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多,但它不像前者那样只维持很短的几毫秒,而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模,也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压,前端后端都一起烧坏;器件不会标称差模的耐压,这个由电路的设计来决定,如果超过这个耐压,前端烧坏,后端不会烧坏。 防浪涌电路通常分为隔离法和规避法: 一、隔离法 光耦合(需要隔离电源) 光耦合器(optical coupler,OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。 只要浪涌产生的电压幅值不超过光耦器件标称的值(通常为2500V),光耦就不会损坏,即使浪涌电压长时间地存在也不会对被隔离的设备产生损害。值得注意的是,光耦一般只能抑制共模形式的浪涌,不能抑制差模形式的浪涌。光耦

正向冲击电流浪涌电流试验标准

正向冲击电流(浪涌电流)试验标准 Forward Surge Test 一、目的:检验器件经正向大电流冲击而不失效的能力。 二、试验设备:浪涌电流测试仪(10~2000A) 三、环境试验条件及判据: (1)标准状态 标准状态是指预处理, 后续处理及试验中的环境条件。论述如下: 环境温度: 15~35℃ 相对湿度: 45~75% (2)判定状态 判定状态是指初测及终测时的环境条件。论述如下: 环境温度: 25±3℃ 相对湿度: 45~75% 四、操作规范: 4.1要严格按照PFD - Ⅲ型高温反偏试验台“技术说明书”操作顺序操作。 4.2常规产品规定每季度做一次周期试验,试验条件及判据采用或等效采 用产品标准;新产品、新工艺、用户特殊要求产品等按计划进行。 4.3采用LTPD的抽样方法,在第一次试验不合格时,可采用追加样品抽 样方法或采用筛选方法重新抽样,但无论何种方法只能重新抽样或追 加一次。 4.4若LTPD=10%,则抽22只,0收1退,追加抽样为38只,1收2退。 抽样必须在OQC检验合格成品中抽取。 五、操作规程: 1.整流二极管

1.1把被检测样品按二极管的极性正确地在夹具上固定好。 1.2测试台的黑色多路开关打在“0”位,切记不能打在“1~4” 档的任何一档。 2.整流桥堆 2.1 把被测样品整流桥堆放在夹具上夹好。 2.2 把多路黑色开关打向“1~4”任何一档,切记不能打在“0”档。 3.把充电/浪涌开关打在浪涌位置,浪涌/浪涌+反压大在浪涌位置, 反向电压调节旋钮反时针调到零。 4.启动电源,此时,IFSM、VFM、浪涌次数、10个数码管显示全为 零,10ms指示灯亮。 5.按一下薄膜面板上的SET键,此时,IFSM4个数码管闪烁,此时 您可根据要求设置浪涌电流值了,设置数0~9自左向右切换,F1为10ms,F2为8.3ms,如有误操作可用Del键修改,当数值确定后,按ENT键确定,IFSM显示设置的浪涌电流值。 注意: 1.在设置电流值时,最右边一位数码只有0、5有效,最左边一 位数码管只有0、1、2有效,其余数不认。 2.当设置错误时按ENT键无效、IFSM数码管闪烁。 3.只有在充电/浪涌开关打在浪涌时才可以设置,在充电时设置 无效。 6.把充电/浪涌开关打向充电,样品测试台中大接触器吸合,充电 电瓶表指示、当指示到40V左右时,充电指示发光管(绿色)闪

电涌保护器设备工作原理

电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类: 1、按工作原理分: 1.开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。 2.限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。 3.分流型或扼流型 分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗。 扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗。 用作此类装置的器件有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。 按用途分:(1)电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 (2)信号保护器:低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 二、SPD的基本元器件及其工作原理: 1.放电间隙(又称保护间隙): 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成(如图15a),其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,它是*回路的电动力F 作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管: 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的,也有三极型的, 气体放电管的技术参数主要有:直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2~3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流Ip;绝缘电阻R(>109Ω);极间电容(1-5PF) 气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下:在直流条件下使用:Udc≥1.8U0(U0为线路正常工作的直流电压) 在交流条件下使用:U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值) 3.压敏电阻: 它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当作用在其两端的电压达到一定数值后,电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好(I=CUα中的非线性系数α),通流容量大(~2KA/cm2),常

输入浪涌电流抑制模块在AC-DC变换器的应用

输入浪涌电流抑制模块在AC-DC变换器的应用摘要:分析了电容输入式滤波整流器上电时对电源的浪涌电流冲击及危害,介绍了常规解决办法及存在的问题,提出一种实用解决方案。 1 上电浪涌电流 目前,考虑到体积,成本等因素,大多数AC/DC变换器输入整流滤波采用电容输入式滤波方式,电路原理如图1所示。由于电容器上电压不能跃变,在整流器上电之初,滤波电容电压几乎为零,等效为整流输出端短路。如在最不利的情况(上电时的电压瞬时值为电源电压峰值)上电,则会产生远高于整流器正常工作电流的输入浪涌电流,如图2所示。当滤波电容为470μF并且电源内阻较小时,第一个电流峰值将超过100A,为正常工作电流峰值的10倍。 图1 电容输入式滤波电路 图2 上电后输入浪涌电流 浪涌电流会造成电源电压波形塌陷,使得供电质量变差,甚至会影响其他用电设备的工作以及使保护电路动作;由于浪涌电流冲击整流器的输入熔断器,使其在若干次上电过程的浪涌电流冲击下而非过载熔断。为避免这类现象发生,而不得不选用更高额定电流的熔断器,但将出现过载时熔断器不能熔断,起不到保护整流器及用电电路的作用;过高的上电浪涌电流对整流器和滤波电容器造成不可恢复的损坏。因此,必须对带有电容滤波的整流器输入浪涌电流加以限制。 2 上电浪涌电流的限制 限制上电浪涌电流最有效的方法是,在整流器与滤波电容器之间,或在整流器的输入侧加一负温度系数热敏电阻(NTC),如图3所示。利用负温度系数热敏电阻在常温状态下具有较高阻值来限制上电浪涌电流,上电后由于NTC流过电流发热使其电阻值降低以减小NTC上的损耗。这种方法虽然简单,但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC的初始温度影响,在环境温度较高或在上电时间间隔很短时,NTC起不到限制上电浪涌电流的作用,因此,这种限制上电浪涌电流方式仅用于价格低廉的微机电源或其他低成本电源。而在彩色电视机和显示器上,限制上电浪涌电流则采用串一限流电阻,电路如图4所示。最常见的应用是彩色电视机,这种方法的优点是简单,可靠性高,允许在宽环境温度范围内工作,其缺点是限流电阻上有损耗,降低了电源效率。事实上整流器上电处于稳态工作后,这一限流电阻的限流作用已完成,仅起到消耗功率、发热的负作用,因此,在功率

浪涌抑制电阻阻值及功率的选择

浪涌抑制电阻阻值及功率的选择 大功率电源,输入浪涌抑制电路一般都选择功率电阻+继电器的方式,电阻给电容充电后利用继电器短路电阻,那么电阻阻值及功率如何根据后级电流来选择? 今天有套系统本来准备发货的,包装前上电试验一下,结果没工作,拆开看电阻已经炸裂了,换电阻再试验又没有问题,郁闷了,电阻的阻值及功率如何计算? greendot查看完整内容 这个问题可以用仿真来探究一下, R=1K ,C=1000μF,Vac=220Vrms 电压和电流波形如下: 头0.5秒的:

0-2秒内,平均功率15.2W,能量30.4J 0-5 ,6.94W,34.7J 0-10,3.55W,35.5J 0-20,1.78W,35.6J 至于电阻选多大功率,由王版决定。 ?回复楼主 ? ?1楼 ?1155050 ?| 本网技工 (180) | 发消息 | 查看最佳答案 ?2011-09-26 13:43 这个电阻换成压敏电阻是不是合适点? ?回复1楼 ? ?2楼 ?YTDFWANGWEI ?| 总工程师 (12447) | 发消息 | 查看最佳答案 ?2011-09-26 15:04

4KW,这个功率等级好象没有压敏电阻吧. ?回复2楼 ? ?3楼 ?晶纲禅诗 ?| 副总工程师 (7208) | 发消息 | 查看最佳答案 ?2011-09-26 23:44 这方面王工还是缺少经验一般这个功率电阻要选“特殊”的规格品种,但似乎国内并不好找, 要选耐冲击型的,有点类似“延迟保险丝”的特性。买不到时,可选高电阻率、大截面积的电阻丝自己绕制。 实在无奈时,可以增大功率电阻的阻值与功率,并延长继电器的吸合等待时间来改善。 ?回复3楼 ? ?4楼 ?1155050 ?| 本网技工 (180) | 发消息 | 查看最佳答案 ?2011-09-27 08:12 分析的到位,大虾级别 ?回复4楼 ? ?5楼 ?YTDFWANGWEI ?| 总工程师 (12447) | 发消息 | 查看最佳答案 ?2011-09-27 08:25 耐冲击的,我们常用的应该是线绕电阻吧?如果用电阻丝自己绕,批产这玩

浪涌保护电路

利用VDR,TVS等抗浪涌保护器件搭建的浪涌保护电路,加在电源模块的前端,有效消除浪涌电压,已试验过。 1.压敏电阻: 它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当作用在其两端的电压达到一定数值后,电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好(I=CUα中的非线性系数α),通流容量大(~2KA/cm2),常态泄漏电流小(10-7~10-6A),残压低(取决于压敏电阻的工作电压和通流容量),对瞬时过电压响应时间快(~10-8s),无续流。 压敏电阻的技术参数主要有:压敏电压(即开关电压)UN,参考电压Ulma;残压Ures;残压比K(K=Ures/UN);最大通流容量Imax;泄漏电流;响应时间。 压敏电阻的使用条件有:压敏电压:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0为工频电源额定电压) 最小参考电压:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流条件下使用) Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流条件下使用,Uac为交流工作电压) 压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定,应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K为残压比,Ub为被保护设备的而损电压。 2.抑制二极管: 抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α为非线性系数,对于齐纳二极管α=7~9,在雪崩二极管α=5~7. 抑制二极管的技术参数 击穿电压,它是指在指定反向击穿电流(常为lma)下的击穿电压,这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V~4.7V范围内,而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V~200V范围内。 ⑵最大箝位电压:它是指管子在通过规定波形的大电流时,其两端出现的最

输入浪涌电流抑制模块

电源招聘专家输入浪涌电流抑制模块在AC/DC变换器的应用 2014-04-3 摘要:分析了电容输入式滤波整流器上电时对电源的浪涌电流冲击及危害,介绍了常规解决办法及存在的问题,提出一种实用解决方案。关键词:浪涌电流;抑制;AC/DC变换器1 上电浪涌电流目前,考虑到体积,成本等因素, 大多数AC/DC变换器输入整流滤波采用电容输入式滤波方式,电路原理如图1所示。由于电容器上电压不能跃变,在整流器上电之初,滤波电容电压几乎为零,等效为整流输出端短路。如在最不利的情况(上电时的电压瞬时值为电源电压峰值)上电,则会产生远高于整流器正常工作电流的输入浪涌电流,如图2所示。当滤波电容为470μF并且电源内阻较小时,第一个电流峰值将超过100A,为正常工作电流峰值的10倍。浪涌电流会造成电源电压波形塌陷,使得供电质量变差,甚至会影响其他用电设备的工作以及使保护电路动作;由于浪涌电流冲击整流器的输入熔断器,使其在若干次上电过程的浪涌电流冲击下而非过载熔断。为避免这类现象发生,而不得不选

电源招聘专家用更高额定电流的熔断器,但将出现过载时熔断器不能熔断,起不到保护整流器及用电电路的作用;过高的上电浪涌电流对整流器和滤波电容器造成不可恢复的损坏。因此,必须对带有电容滤波的整流器输入浪涌电流加以限制。2 上电浪涌电流的限制限制上电浪涌电流最有效的方法是,在整流器与滤波电容器之间,或在整流器的输入侧加一负温度系数热敏电阻(NTC),如图3所示。利用负温度系数热敏电阻在常温状态下具有较高阻值来限制上电浪涌电流,上电后由于NTC流过电流发热使其电阻值降低以减小NTC上的损耗。这种方法虽然简单,但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC的初始温度影响,在环境温度较高或在上电时间间隔很短时,NTC起不到限制上电浪涌电流的作用,因此,这种限制上电浪涌电流方式仅用于价格低廉的微机电源或其他低成本电源。而在彩色电视机和显示器上,限制上电浪涌电流则采用串一限流电阻,电路如图4所示。最常见的应用是彩色电视机,这种方法的优点是简单,可靠性高,允许在宽环境温度范围内工作,其缺点是限流电阻上有损耗,降低了电源效率。事实上整流器上电处于稳态工作后,这一限流电阻的限流 作用已完成, 仅起到消耗功率、发热的负作用,因此,在功率较大的开关电源中,采用上电后经一定延时后用一机械触点或电子触点将限流电阻短路,如图5所示。这种限制上电浪涌电流方式性能好,但电路复杂,占用体积较大。为使应用这种抑制上电浪涌电流方式,象仅仅串限流电阻一样方便,本文推出开关电源上电浪涌电流抑制模块。3 上电浪涌抑制模块3.1 带有限流

浪涌保护器

浪涌保护器(SPD)的基本原理及应用 河北建设集团张海军 摘要:本文主要介绍SPD的基本原理、分类与应用。 关键词:SPD;基本原理:分类;应用 1 引言 电涌保护器(Surge Protective Device,SPD)又称浪涌保护器,是用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件,用以保护耐压水平低的电器或电子系统免遭雷击及雷击电磁脉冲或操作过电压的损害。近年来,电子信息系统(如电视、电话、通信、计算机网络等)发展迅猛,电子信息设备大量涌现和普及。这类系统和设备往往比较昂贵和重要,其工作电压、耐压水平很低,极易受到雷电电磁脉冲的危害,为此需采用SPD做过电压保护。 由于各国遵循的标准不一样,产品的规格没有统一,参数的标识也各自有侧重,远不如其他电气产品规范,这就给设计选型带来很大不便。在工程设计中,常见品牌按产地划分主要可分为国产产品、欧洲产品和美洲产品。国产产品参数设置较乱,规格多样,残压较高。规范产品的型号设置有的仿欧洲产品,有的遵循国标定参数,大部分产品都标注In与Imax。由于国产产品对应用场所要求较低,建筑物等级不高,设备耐压值大,所以一些参数要求可适当放松。 欧洲产品一般标注最大放电电流,产品型号也是根据这个参数设定的。例如欧洲某着名品牌XXX65、XXX40,其中数值65、40就

是Imax。但我国标准明确规定要用标称放电电流In来进行选型,这是目前在工程设计中遇到的一个尴尬情况。经查该产品资料,XX65的In值不超过20 kA,XX40的In值不超过15 kA。如果依照GB50343建议值,这两种产品只能用于设备末端三级保护,但在实际设计中,却装在了一、二级上,这明显与国家标准的选型参数不符,且残压较高,普通型号一般超过1 200 V,一旦接线环境不好,很容易突破设备耐压值。一般欧系产品Uc值较小,且投机取巧标注线电压,因此在选型时,较容易出现误导。 2 SPD概述 2.1 SPD的工作原理 电涌保护器适用于220/380V低压电源保护,是一种非线性元件,根据IEC标准规定,电涌保护器是主要抑制传导过来的线路过电压和过电流的装置。电涌保护器起到保护作用,基本要求是必须承受预期通过的雷电电流,并且通过电涌最大钳压,有效熄灭在雷电流通过后产生的工频续流,把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但至少包含一个非线性电压限制元件。常用电涌保护器有MOV(Metal Oxide Varistor)同气体放电管等。电涌包含强大的能量因此不能被阻止。基于这种原因,保护敏感电气设备免受电涌损坏的策略是把电涌从设备分流后流入大地。

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