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硕凯分享:选择保护元件的注意事项及过电压保护元件的特性

已有 137 次阅读2016-2-23 14:18

随着人们对电子产品质量的苛求,制造厂家为了提高市场竞争力,就必须大量采用电路保护元件。每一个电子产品都会有额定电流和额定电压,当超过这些额定的电压和电流值时,这些电子产品就会出现不同程度的损坏,而有一种情况是即使超过了额定值电子产品也能够正常运作且不受任何影响。就是在原有的电路中串/并联硕凯电子提供的过压、过流电子保护器件,将超额的电压和电流泄放掉,始终维持正常的工作电压、电流。

过压保护器与过流保护所起的作用完全不一样,它的作用主要是为了防止雷击、工业浪涌电压、静电感应(ESD)。他们是按照释放电荷的等级来分类的。据不完全统计,通讯及数据传输处理设备损失比例,雷击造成的损害高达13;每年因静电放电造成的直接经济损失高达200多亿美元。由此可见过压保护的重要性。过电压保护元件与迅速的将外来的冲击能量全部或部分分泻放掉,不让其进入设备内部,达到保护的目的,其必须具备如下的性能。

    (1)能承受一定的冲击能量,尤其是在于其强大的雷电流作用下也不致损坏。

    (2)能迅速的抑制瞬间过电压,且其残压应低于设备的安全值。

    (3)对过电压的影响速度要快。在正常状态时是高阻抗。且从高(低)阻抗状态转到低(高)阻抗状态的时间极短。

    (4)元件本身有高的可靠性和稳定性,受多次冲击而性能不变。

选择保护元件主要考虑以下几点。

    首先应确定保护元件的静态工作范围,据此选取合适的标称值。如气体放电管的标称直流击穿电压、压敏电阻的压敏电压值、瞬态抑制二极管的不动作电压值和稳态管的稳压值等。这些标称值应高于该电路可能出现的最高稳态电压值(供电电压、信号峰值电压等的叠加值)。

    通常保护元件的数据仅提供冲击波形前沿为某一上升速率下的残压值,也即是其伏秒特性中的某点,远非其全部,这当然给保护设计带来困难。所以,必要时应测出保 护元件的伏秒特性。至于被保护对象的伏秒特性更是无从可得,非亲自努力获取不可,难度自然更大一些,如果能这样,当时最佳选择。倘若为了简化工作,按个方 面要求选好保护元件并安装好,再用不同上升速率的或可能出现的冲击波形进行模拟雷击试验,以检验保护效果能否达到预期的目的。

    根据设备或电路的需要,选取有足够耐流能力的保护元件。我们总希望有尽量多的冲击电流(能量)通过它旁路,不进入设备内部,而其本身亦安全无恙。否则,被击 坏之后,若不能及时发现和更换,随之而来的浪涌即会造成损坏。那么,如何确定需要的耐流能力?首先考虑环境条件、雷暴日数、雷电强弱以及损坏概率等。如果 用于紧靠外线连接处,保护元件需承受如上推断的最大的冲击(浪涌)电流。其次,要考虑被保护对象是与架空线路连接还是与埋地线路连接。例如,架空线上出现 雷电流的概率,超过100kA的约占2%,若经过线路或各种设施的衰减而达到设备时电流就小得多,考虑到电流值用不着达到100kA的水平,连接信号传输线路的情况亦如此。

    我们一般将使用的环境划分为非暴露环境和暴露环境,既非暴露环境指城市中心区和低暴露活动的地区,其间出现的过电压极少超过保护远见的残压;暴露环境之处非 暴露环境外的其他区域、环境,也包括必须采取一切有效保护措施才能获得满意保护效果的特性环境,如市郊、新经济开发区及强雷暴活动地区等。一般而言,使用 在非暴露环境的保护元件2.5~5kA的耐流能力应不会损坏,暴露环境则需要5~20kA甚至更高。

   深圳市硕凯电子股份有限公司(http://www.socay.com)是专业生产全系列GDT陶瓷气体放电管(Gas Tube)和瞬态抑制二极管(TVS Diode)、压敏电阻、PTC自恢复保险丝、ESD放电二极管等保护组件的高新技术企业,目前已经为市场中多个行业多个产品提供过电路保护,减少了因雷 击浪涌/过电压/过电流以及静电放电所带来的经济损失。硕凯电子还可以为有需要的客户进行防护方案的设计和整改,如有需要可与本公司销售代表联系,联系热 线:136-0259-3642。


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