文档介绍：认识突波吸收器
突波吸收器的认识
1. 什么是突波
在电子电路设计上,我们经常听到“突波”这个名词,但是“突波”的真正定义究竟是什么?所谓“突波”,顾名思义,就是“突如其来的电波”,它和“电流脉冲”、“电压脉冲”所表达的是相同的现象。
从示波器上来看,在稳定的电流或电压波形中,如果看到特别突出的异样波形或噪声,而且比正常的波幅要大上好几倍甚至数十数百倍的波形,我们便可以将它判定为突波,当然,先决条件必须是你的示波器可以承受这样的突波才行。
2. 突波的产生
一般来说,产生突波的主要原因有两种:一种是由打雷闪电所产生的雷突波,另一种是由电路开关所造成的开关突波。雷突波是由自然界所产生的,因此如果你所设计的电路必须在容易产生打雷的地区使用时,那么加入适当的过载保护是绝对有其必要的;开关突波是电路导通的瞬间所产生的突波,当突波产生的时候,如果你所设计的电路中并没有所谓的“突波保护”,那么电路便容易因开关突波而产生误操作,严重一点的状况可能会导致电路因过载而损坏,或因长时间接受突波的干扰而使电子元件的寿命减短,因此在电路设计上,我们必须尽量避免突波的产生,如果不能避免,则必须加入吸收突波的机制。
容易产生突波的电子元件,以控制电路开闭的相关元件为主,其中包
含继电器(Relay)、开关(switch)、螺形管线圈(solenoid)、保险丝(Fuse),而IC中含有晶闸管(thyristor)的开关控制组件,或是用晶体管所作的开关稳压器,只要有关于开关控制的多数组件都是突波的产生源。
3. 突波吸收器
为了预防突波对电路所可能造成的损害,我们有必要加入一些吸收突波的元件作为保护的措施:对于外来的雷突波,我们可以选用避雷装置、变阻器来保护电路;至于内部所产生的开关突波,常用的方法可以加入二极管(zener)或氧化金属变阻器来做保护,下面便是针对开关突波的两种吸收器做介绍。◆二极管钳位(clamp)法
所谓二极管钳位法,是在你所设计的电路中,在使用继电器的装置旁并联一个稳压二极管,当继电器 OFF 时,继电器的线圈会产生一个逆向电压,这时二极管便会导通短路并稳定电压,将突波吸收掉。但是这种方法必须使用在较低反应速度的电路中,因为在继电器 OFF的瞬间,二极管会导通使得继电器继续维持在 ON 一小段时间,然后才 OFF,如果系统尚未完全 OFF 便立即ON,会导致一些误操作产生,这点要特别注意。
◆变阻器(Varistor)
变阻器(Varistor)俗称突波吸收器(Surge Absorber),是一种会随着电压值不同而改变电阻值的电阻器,当变阻器电压超过额定的电压值时,变阻器的电阻会急速下降近于短路的状态,将突波引导进入变阻器内,以热的方式散发掉,借以达到稳定电压及吸收突波电压的功能,并可因此避免电路组件受到突波电压
的影响而损坏,就一般情况来说,几乎所有需要稳压的电子产品均会使用到变阻器,整个应用面包括通信设备、半导体保护、电力传输系统、控制系统等相关电子产品内部电路中。
目前相关产品根据其所使用的材料,可分为碳化硅变阻器、氧化锌变阻器及钛酸锶变阻器,而根据外形则可分为圆板型、芯片型及环型等类型产品。
圆板型TNR变阻器的外观
4. 突波吸收与否的波形比较
◆二极管钳位实验
我们使用旗