过压保护原理

电管的响应时间在毫微秒范围中段，虽已应用于电信设备数十年，却不光只有优点。 缺点之一是与时间相关的点火性能。上升时间长的瞬态电流使得保护电平会达到与电器额定电压相应的水平。特别快的瞬态电流会在一点与点火特征曲线会合，此点的电压是电管额定电压的十倍。另一个缺点是，电压大于12伏和电流大于100毫安时会产生电源后续电流，这种电源后续电流只有在预置保险丝熔断的情况下才能消除，其结果是电路中断。 压敏电阻其功能相当于很多与串联和并联在一起的双向抑制二极管。工作原理如同与电压相关的电阻。电压超过规定电压，压敏电阻可以导电;电压低于规定电压，压敏电阻则不导电。这样压敏电阻可起到很好电压限位作用。压敏电阻工作极为迅速，响应时间在毫微秒范围下段。 电源上常用的压敏电阻可输导极限可达40千安8/20us脉冲的电流。因而很适合做电源第二级放电器。但作为雷击电流放电器则不合适。国际电子技术委员会IEC 1024-1文献中记载，要处理脉冲为10/350us的电荷量，相当于8/20us脉冲情况下电荷量的200倍。Q(10/350)us=200×Q(8/20)us 从这条公式可以看出，不仅要注意放电电流的幅度，而且一定要注意脉冲形式，这是至关重要的。 压敏电阻的缺点是易老化和电容较高，老化是指压敏电阻内的二极管元件被击穿。由于大多数情况下pn-结过载时会造成短路，依其负载的频繁程度，压敏电阻开始吸引泄漏电流，泄漏电流会在敏感的测试电路中引起测量数据误差，同时，特别是在额定电压高的电路中，会造成强烈发热。 压敏电阻的电容高，使它在很多情况下不能在信号传输线路中使用。电容和导线电感形成一个低通电路，会使信号极大地衰减。但频率大约在30千赫以下的衰减可以忽略不计。 抑制二极管的优点是可以把剩余电压限制到非常小的范围并能迅速作出反应。响应时间可达微微秒范围。抑制二极管用作过压保护缺点是吸收能量的能力太校额定电压范围大于60伏时，使用抑制二极管只有在特别情况下才有意义。额定电压为230伏和110伏的电源不适宜使用抑制二极管。在这种情况下的放电能力，按8/20us脉冲计，只有几十安培。电流强度超过此数，抑制二极管会短路，这意味着保险丝熔断和电路断开。 根据过压保护的方案安装放电器 包含单个保护元件或者组合保护电路，又按安装技术条件而集成一体的组合件(导轨安装式、电源插座式、适配器)称作放电器。 几乎在所有情况下的过压保护，至少应分成两级。如电源，各个只包含一级保护的放电器，可安装在不同的位置，同一放电器中也可能包含多级保护。为了达到有效的过压保护，人们将需要保护的范围，按不同的电磁兼容性分区，这个保护范围，包括从闪电保护区0，过压保护区1至3，直到干扰电压保护区具有更高的序号。 设置电磁兼容性保护区0到3，是为了避免因高能耦合而损坏设备。而序号更高的电磁兼容性保护则为防止信息失真和信息丢失而设置的。保护区的序号越高，预期的干扰能量和干扰电压电平越低。需要保护的电气和电子设备安装在一个十分有效的保护圈内，这样的保护圈可以针对单个的电子设备，也可以是一个装有多个电子设备的空间，甚至一整栋楼，所有穿过通常具有空间屏蔽的保护圈的电线，在接到该保护圈的外围设备的同时接过压保护放电器。 放电器的选择取决于各个电路和参数。放电器的工作电压以安装在此电路中所有部件的额定电压为准，而要达到的剩余电压则根据安装在此电路中所有部件的耐压强度确定。耐压强度按1.2/50us脉冲测试。并联时，即在有源导线和地之间接上放电器时，则无需注意其额定电流，因为额定电流并不通过放电器。 电路装有串联放电器的情况下，必须注意其额定电流，在数据传输率很高的电路中，放器的衰减起着决定性的作用。 至于专门为数据传输电路而设计的放电器，生产厂家已考虑到其传输速率。为达到最优化的过压保护方案，用户不仅需要与电气和电子设备的规划人员，同时也要与建筑设计人员及时对话。

正是在设计规划阶段，注意到电磁兼容性的基本原理，可以大大降低成本，并最有效地达到过压保护的目的。在此阶段，确定网状电位补偿系统的设置，并为空间屏蔽和电气及电子设备线路的布置奠定的基础。按电路参数而挑选出的放电器，就很容易确定其合适的安装位置了。 需特别注意的是，只有符合专业规定及标准的安装，才能使一个优秀而便于应用的过压保护方案成功地付诸实践。