文档介绍：1 浪涌保护器的有关知识和安装电涌保护器( SPD )工作原理和结构电涌保护器( 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 (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。 : 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, 2 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( >109 Ω);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 ≥ ( U0 为线路正常工作的直流电压) 在交流条件下使用: U dc ≥ ( Un 为线路正常工作的交流电压有效值) : 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=CU α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× ) /]U0 ( U0 为工频电源额定电压) 最小参考电压: Ulma ≥( ~2) Uac (直流条件下使用) Ulma ≥( ~ ) 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。 : 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=CU α,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