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工控设备电源、3D打印机电源等开关电源雷击浪涌的产生与防护(二)

来源:   发布时间:2019-05-31   点击量:14

工控设备电源3D打印机电源等开关电源雷击浪涌的产生与防护(二)

本文就来接着说说工控设备电源、3D打印机电源等开关电源雷击浪涌的产生与防护常见的浪涌抑制器件特点及应用,下面就来一一说说抑制器件吧。

工控设备电源、3D打印机电源等开关电源的金属氧化物压敏电阻(MOV)

压敏电阻由金属氧化物(主要是氧化锌)材料组成,属箝位型器件,其特性与两只背对背联接的稳压管非常相似,有着毫微秒级的响应速度。压敏电阻对瞬变信号的吸收能力与其体积成正比:其厚度正比于电压;面积正比于电流。压敏电阻是目前在电子产品中使用最广泛的浪涌抑制器件。当压敏电阻上的电压超过一定幅度时,电阻的阻值大幅度降低,从而将浪涌能量泄放掉。在浪涌电压作用下,导通后的压敏电阻上的电压(一般称为箝位电压),等于流过压敏电阻的电流乘以压敏电阻的阻值,因此在浪涌电流的峰值处箝位电压达到最高。    4.1.1压敏电阻的特点:

a)优点:电压范围很宽,可从几伏到几千伏;吸收浪涌电流可从几十到几千安培,反应速度快,无极性,无续流,峰值电流承受能力较大,价格低。      b)缺点:钳位电压较高,一般可以达到工作电压的2~3倍;而且,随着受到浪涌冲击次数的增加,漏电流增加;另外,响应时间较长,寄生电容较大。      c)适用场合:直流电源线。

工控设备电源、3D打印机电源等开关电源的压敏电阻的选择    
  a)从抑制瞬变干扰的角度出发,压敏电压要尽量、低频信号线,或者与气体放电管串联起来用在交流电源线上。
降低以接近被保护电路的工作电压;从提高元件寿命来看,又要拉开两者差距。一般折衷的选取方案为:对交流工作电路,压敏电压值为工作电压的2.2倍;对直流工作电路,压敏电压值为工作电压的1.5倍。      b)通流量的选取:在实际应用中,压敏电阻所吸收的最大浪涌电流应小于它的最大通流量。对同一应用场合,当最大通流量增加一倍,压敏电阻的寿命也同步增加一倍。

工控设备电源、3D打印机电源等开关电源的硅瞬变电压吸收二极管(TVS)

TVS为电压箝位型工作方式,亚纳秒级的响应速度。TVS有多种封装方式,可满足不同场合的需要。当TVS上的电压超过一定的幅度时,器件迅速导通.通过PN结反向过压雪崩击穿将浪涌能量泄放掉。由于这类器件导通后阻抗很小,因此它的箝位电压很平坦,并且很接近工作电压。
硅瞬变电压吸收二极管的特点     a)优点:响应时间短,漏电流小,击穿电压偏差小。箝位电压低(相对于工作电压),动作精度高,无跟随电流(续流),体积小,每次经受瞬变电压后其性能不会下降,可靠性高。      b)缺点:由于所有功率都耗散在二极管的PN结上,因此它所承受的功率值较小,允许流过的电流较小。一般的TVS器件的寄生电容较大,如在高速数据线上使用。要用特制的低电容器件,但是低电容器件的额定功率往往较小。      c)适用场合:浪涌能量较小的场合。如果浪涌能量较大。要与其它大功率浪涌抑制器件一同使用,则把它作为后级防护。

工控设备电源、3D打印机电源等开关电源的硅瞬变电压吸收二极管的选择
a)最大箝位电压VCMAX应不大于电流的最大允许安全电压。      b)最大反向工作电压VRWM应不低于电路的最大工作电压。一般略高于电路的工作电压。      c)TVS额定的最大脉冲功率必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。      d)对小电流负载的保护,可在二极管之前串接适当的限流电阻。从而可选用小的峰值吸收功率的TVS来担任这一功能。 4.3气体放电管      气体放电管采用陶瓷密闭封装,内部由两个或数个带间隙的金属电极,充以惰性气体(氩气或氖气)构成。当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时,气体放电管便开始放电,器件变为短路状态,使电极两端的电压不超过击穿电压。气体放电管一旦导通后,它两端的电压会很低。气体放电管有两极和三极之分,可分别用于线间和线一地间的保护。

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