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启栅浅析浪涌保护器工作原理及分类


  • 设计原理

    在zui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。MOV是由三部分组成:中间是一根金属的氧化物材料,由两个半导体连接着电源还有地线。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的时候,半导体中的电子运动将会产生极高的电阻。反之,当电压超过该特定值的时候,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就是气体放电管。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此功能。当电压处在某一特定的范围的时候,该气体的组成决定了它是不良的导体。如果电压出现浪涌并且超过这一范围,电流的强度将足以使得气体电离,从而使得气体放电管成为非常良好的导体。它会把电流传导至地线,直到电压恢复到正常水平,随后它又会变成不良的导体。

    以上两种方法都是采用并联电路设计即多余的电压从标准电路流入另一个电路。串联电路设计抑制电涌它们不是将多余的电流分流到另一条线路,而是通过降低流过火线的电量。总的来说,这些抑制器在检测到高电压时会储存电能,随后再逐渐释放它们。


  •  浪涌保护器分类 

    浪涌保护器(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。浪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。

1、按工作原理分类

(1)开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压的时候呈现为高阻抗,但是一旦响应雷电瞬时过电压的时候,其阻抗就会突变为低值,允许雷电流通过。用作此类装置时器件的有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。

(2)限压型:其工作原理就是当没有瞬时过电压的时候为高阻扰,但是随着电涌电流和电压的增加其阻抗就会不断减小,其电流电压特性是强烈的非线性。用来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:跟被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现是低阻抗,而对正常的工作频率呈现是高阻抗。

    扼流型:跟被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现是高阻抗,而对正常的工作频率呈现是低阻抗。用作此类装置的器件主要有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。

2、按用途分类

(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。

   

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