浪涌保护电路：原理选择和设计

Posted 2022-10-11 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浪涌保护电路：原理选择和设计相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

01 浪涌保护

如今，浪涌保护装置可以防止对电器电路板的破坏很小或完全破坏。然而，出于安全原因，它们同样至关重要。

理解浪涌保护必不可少的原因。这意味着您将掌握与高压浪涌或电压尖峰有关的风险和危害的完整信息。这些情况可能会持续几纳秒到几微秒。然而，尽管它们的周期很短，但它们给电子设备带来了相当大的压力。了解浪涌保护技术的含义、工作原理和设计有助于选择完美的浪涌保护器电路。

一、浪涌保护含义

浪涌保护器是一种电子设备，它仅仅消耗很小的电能，或者不消耗电能，但却能够在主要应用电器上出现瞬态变化的高压尖峰时对电压进行平滑，此时它们形成快速短路回路以保护在主要交流电源上的用电设备。

二、浪涌保护电路种类

有两种常见类型的浪涌保护器电路，它们分别为：

1、初级浪涌保护器

初级电涌保护器是可以安装在任何地方的设备。其中包括办公室、房屋或建筑物电线的入口。它保护连接入口点以外的线路的每一个电器或设备。初级电源浪涌保护器功能强大。此外，它又重又大，而且成本高。

2、二次浪涌保护器

相反，二级电涌保护器不如初级电涌保护器昂贵和有效。但是，它很方便，易于移动，并且可以插入外部电源插座。此外，它还可以保护电器不从所连接的电源插座中获得电流。然而，还有其他类型的二次电涌保护器装置，比如：

（1）电源板

这些是与电气通道连接的二级浪涌保护器。此外，电源板具有许多用于连接各种电子设备的通道。同样，如果发生电涌，电源板将切断电源。但是，这有时会导致停电。尽管如此，防止损坏设备是最有益的特性。

▲ 图1.2.1 一种内置有浪涌保护CM路的插线排

（2）UPS(不间断电源)

这是另一种二级浪涌保护器。一些复杂的电源UPS具有内置的电源浪涌保护装置。此外，与电源板相比，它提供了类似的安全功能。

▲ 图1.2.2 这种不间断电源可以抑制电压的突变

三、设计浪涌保护电路

设计浪涌保护器电路有不同的方法：

MOV 或金属氧化物压敏电阻

设计浪涌保护装置很容易。一些电气设备只需要一个保护装置，即金属氧化物压敏电阻 (MOV)。

（1）MOV的属性

金属氧化物压敏电阻 (MOV) 是一种压敏电阻
它用作电源线中的浪涌保护装置。
它的工作原理可以类似于电视或双向瞬态电压抑制器。
它还用作低钳位电压的开路。
MOV的工作原理类似于具有方向电压特性的非欧姆、非线性二极管。

（2）电路原理图

▲ 图1.3.1 MOV浪涌保护电路原理图

（3）MOV要求

一种传导大电流的重半导体材料（通常是烧结的粒状氧化锌）。
一块金属氧化物连接到接地和电源线
将电压限制在正常电路的三到四倍左右
匹配的 MOV 并联连接以提高半衰期和电流能力。

1、汽车中的浪涌保护电路

瞬态浪涌会对通信总线、水解控制器和发动机冷却系统造成损坏。此外，汽车系统中的阀门、电机等。汽车系统中的保护器件可以是瞬态电压抑制器 (TVS) 或齐纳二极管。

（1）电路的特性

用于防止抛负载浪涌的齐纳二极管
由半导体陶瓷制成
TVS 保护通信总线
TVS 以低钳位电压降低浪涌电流
它们与波峰焊和现代回流工艺兼容。
表面贴装封装为设计人员节省了空间，而不是更大的塑料外壳组件。

（2）电路原理图

▲ 图1.3.2 汽车供电系统中的浪涌保护电路

（3）电路所需组件

浪涌电流波形为 8/20µs
四十个浪涌的限制
需要保护的最大 250V 敏感设备。
峰值浪涌电流约800A
24V DC电流输入

2、RFI 线路滤波器和浪涌抑制电路

这种设计非常适合主要交流线路滤波器电路保护。这提供了针对 RFI（射频干扰）抑制和突然电压的综合保护。

（1）电路的特性

RFI 电路通常是一种宽带滤波器电路。
RFI 线路滤波器包含一个带有一些电容器的小型铁氧体变压器。
变压器阻止并阻止任何传出或传入的 RFI 通过线路。
电容器网络通过将线路上的高过频接地来提高效率。
在两个相互缠绕的小铁氧体棒之上开发了一个变压器。
绕组端连接之一在输出/输入中性线之间切换。

（2）电路原理图

▲ 图1.3.3 RFI浪涌保护电路原理图

（3）器件要求

滤波器包括一个包含并联电容（非承载）的设备。此外，串联电感（承载）组件或电路。该组件在受保护电路周围提供了一条低电路路径，用于高频噪声。

此外，滤波器同样会衰减模拟。这是因为傅立叶对尖峰的分析表明它包含电流波形。因此，浪涌抑制器和滤波器在连接时一起工作。

四、浪涌保护与断路器的区别

电源断路器和电流浪涌保护器都是保护技术。但是，两者之间存在差异。

通常情况下必须有电源断路器。这是一个带有您的房子或办公室需要的内置断路器的面板。断路器的作用是防止电路过载。这可能会导致过热并最终导致爆炸。此外，它们具有放大器断路器保护的适配器，以提供额外的安全性。电流过载时，报警控制面板中的红色小按钮会弹出。找到并修复后，您可以将其放回原处并重新开始工作。此外，它同样会为您省去前往服务面板的麻烦。

另一方面，电涌保护器可防止电器出现电压尖峰。电压浪涌是指电器或电源线超过额定电压。这可能会导致您的电子设备遭到破坏。断电或雷击是电压尖峰的最常见原因。建议使用电涌保护装置。