浪涌信號與防護方法

3　浪涌防護器的主要技術參數與要求

浪涌防護器的主要技術參數包括以下幾個方面：

1、防護水平(殘平)Up

浪涌防護器在通過浪涌電流時，保護器兩端的電壓差稱殘壓。防護水平是指在額定放電電流時，防護端的殘壓水平，即瞬時鉗位電壓的鉗制能力。這是選擇浪涌保護器的一個重要指標，因為電氣、電子設備只能承受一定范圍的瞬時過電壓，如電話交換機要求小于1000V，主機控制部份要求700V，否則有可能導致設備的損壞。

2、響應時間ta

浪涌防護器的響應時間必須比浪涌電流的速度快，是浪涌防護器的一項重要指標，它反映浪涌防護器的特性。響應時間越小，抑制浪涌瞬態電壓的速度就越快。一般由計算機控制的電子設備，其浪涌防護器的響應時間應10ns，這樣才能達到保護電子設備的目的。

3、最大浪涌電流(放電容量)Imax

最大浪涌電流是指浪涌防護器處理瞬態過壓的最大工作電流。浪涌電流Imax越大，浪涌防護器的可靠性越高。當然，選擇容量大小決定雷區浪涌的強弱、防護設備的重要性和經濟價值等因素。

4、噪音衰耗

浪涌瞬態過壓一般都會引起微波和瞬態高頻噪音，如果浪涌防護器不采用高頻濾波器模塊對微波和高頻噪音進行過濾，就會導致系統紊亂和電子元件老化。這是浪涌防護系統的安全、可靠的一項重要指標。

5、保護模式

為保證被防護系統的安全，在三相四線并帶地線的電源中必須采用全模式結構的浪涌防護系統。

6、電壓

標稱電壓Un：與被防護系統的額定電壓相符，例如：230/380V。

工作電壓：在電網電壓波動范圍內具備正常運行的能力。

最大持續運行電壓Uc：加在浪涌防護器接線端的最大連續工作電壓的有效值。Uc值必須與標稱電壓相符，在使用說明的規定范圍內。

7、浪涌防護能力(壽命)

浪涌防護器在某波形(通常為10kA 8/20μs 20kV波形)下所承受的沖擊次數。

8、自動防故障保護

浪涌防護器必須具有自動防故障保護功能。

9、絕緣電阻：≥1000MΩ

10、浪涌防護器的輔助功能

狀態顯示、音響報警、浪涌計數及遠程監控功能。

11、電磁兼容

電磁兼容應符合國際、國內標準。

4　浪涌防護器最常用器件

主要有：金屬氧化物壓敏電阻MOV、硅雪崩二級管SAD、濾波電容器和混合型等。

(1)金屬氧化物壓敏電阻MOV

是非線性的電子元件，允許大電流通過維持接線端(指定端)很低的殘余電壓。當金屬氧化物壓敏電阻遇到瞬時超過它的啟動電壓時，它立即由高阻抗變為低阻抗，讓瞬間巨大的浪涌泄放到大地，使危險的高電壓遠離敏感的電子設備。

典型的有氧化鋅(ZnO)浪涌吸收器，它是一種以ZnO材料為主，添加多種過渡性金屬氧化物經高溫燒成處理而成的多晶半導體陶瓷元件。由于電微觀結構的隧道效應，使它具有與齊納二極管相似的非線性電壓一電流特性曲線。另外，該元件的承受脈沖能量幾乎是齊納二極管的幾十或幾百倍。至今，這種元件已廣泛地應用于電源設備或其他低頻電路防雷擊和吸收開關電涌.

(2)濾波電容器

它能消除巨大的脈沖危害，并可以過濾高頻噪音。當幅度為幾十伏到幾百伏的高脈沖進入電源時，若沒經過處理，這些脈沖會導致電子系統紊亂和元件劣變。瞬間浪涌可以經金屬氧化物壓敏電阻與硅雪崩二極管處理，但無法消除高頻噪音，而濾波電容即可解決此問題。

(3)混合型

它兼容了金屬氧化物壓敏電阻的大過流容量特性，提高浪涌電流導通能力，又具有硅雪崩二極管的反應快并具鉗位電壓低的特性。為您提供最低的平穩鉗位電壓。同時由濾波電容器消除高頻噪音。

(4)NTC熱敏電阻器

抑制浪涌電流用負溫度系數熱敏電阻能有效地將開機瞬間的浪涌電流抑制在十分之一以內，而不影響儀器的正常工作，并且在正常工作時其阻值很小，從而所耗散的功率也很少。這類元件已廣泛用于各類開關電源中。

(5)瞬變電壓抑制器(TVS)

瞬變電壓抑制器(TVS)是一種特殊的硅二極管雪崩器件，故也稱為閉變電壓抑制二極管，其工作原理與齊納二極管相似。特性及符號與齊納二極管相同，但與一般的齊納二極管不同的是對TVS器件有大面積的PN結，具有承受瞬間大電流的能力，另外它的反向特位為典型的雪崩型，在雪崩時有低動態阻抗及低箝位電壓，只要將TVS并接手要保護的電路上，當有瞬態電壓發生時，TVS將快速響應(擊穿)，以耗散大的浪涌電流，電路被塔位于低電壓，使電路得以保護。

(6) CSSPD

CSSPD即控制維持電流型硅防護浪涌器件(Current type Silicon Surge Protective Device),它由日本新電元工業公司于1988年研制成功。該器件雙向兩端器件,由pnpnp五層組成,它是在單芯片上逆向并聯組成的復合器件。CSSPD的優點是響應速度快、不需多級防護電路、耐電流量大、靜電容量小和可靠性高等,特別適用于防護雷電浪涌。日本新電元工業公司已推出多種有引線和無引線CSSPD,如DV3-5、KP4、KP15N系列、SV1-2和VR-60系列等。該公司還推出一種無引線橋整流(四端),型號KW4R,它含一個CSSPD(KP4R20)和四個整流二極管(S1WB60),它特別適用通信電路和電容性電源的防護。

參考文獻：

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