防雷元器件的性能特点与应用技术分析.docx

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1、防雷元器件的性能特点与应用技术分析fenghy导语：文中介绍了双线不接地的传输电路和有接地线的双线或者多线传输电路中，采用不同的防雷元器件构成的各种不同的两级信号防雷器和单级信号防雷器的电路形式与元器件选型原那么摘要：文中介绍了双线不接地的传输电路和有接地线的双线或者多线传输电路中，采用不同的防雷元器件构成的各种不同的两级信号防雷器和单级信号防雷器的电路形式与元器件选型原那么。关键词：防雷元器件应用技术开关一、防雷元器件的性能特点开关元件类正常工作时，开关元件是断开的；当雷击浪涌来的时候，开关元件导通，将浪涌电流泄放到大地，进而保护了电子设备免受浪涌冲击损坏。开关元件类有陶瓷气体放电管、玻璃放

2、电管强效放电管、半导体过压保护器半导体放电管、固体放电管三种类型。它们的优点是：击穿导通前相当于开路，电阻很大，几乎没有漏电流；击穿导通后相当于短路，可通过很大的电流，压降很小；脉冲通流容量峰值电流大：陶瓷气体放电管的8/20s波峰值电流常用的有5kA、10kA、20kA等几种当然还有更大的，达100kA以上，10/1000s波峰值电流在几十至几百A之间；玻璃放电管的8/20s波峰值电流现有500A、1kA、3kA三种；半导体过压保护器的10/1000s波峰值电流在几十至上百A之间。除了个别半导体过压保护器外，它们都具有双向对称特性。陶瓷气体放电管和玻璃放电管的电容都很小，在3pF以下。玻璃放

3、电管和半导体过压保护器的响应速度都很快，在ns量级。玻璃放电管的击穿电压可以做得很高，最高的达5kV。半导体过压保护器的击穿电压可以做得很准确。它们的缺点分别是：陶瓷气体放电管：由于气体电离需要一定的时间，所以响应速度较慢，反响时间一般为0.20.3s200300ns,最快也就是0.1s100ns左右，在它未导通前，会有一个幅度较大的尖脉冲漏过去。击穿电压一致性较差，分散性较大，一般为20%。击穿电压只有几个特定值。玻璃放电管和半导体过压保护器：通流容量较陶瓷气体放电管小得多。击穿电压尚未形成系列值。玻璃放电管击穿电压分散性较大，为20%。半导体过压保护器电容较大，有几十至几百pF。限压元件类

4、有压敏电阻、TVS管瞬态电压抑制二极管等。它们象稳压二极管那样具有限压特性。当外加电压小于其导通电压时，它具有很大的内阻，漏电流很小；当外加电压大于其导通电压时，其内阻急剧减小，可以流过很大的电流，而其两端的电压却只有少量的上升。它们的导通电压都有从低压到高压的系列值，便于在各种不同电压的电路中使用。另外，两者的电容都较大TVS管也有低电容产品，不适于在高频电路中使用。压敏电阻与TVS管的区别在于：压敏电阻能承受更大的浪涌电流，而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大，最大可达几十kA到上百kA；但压敏电阻的漏电流较大，非线性特性较差动态电阻较大，大电流时限制电压较高，且所能耐受的冲击电流的大小随

5、冲击次数的增加而减小降额特性，较易老化。TVS管的非线性特性和稳压管完全一样，动态电阻较小，限制电压较低，且不易老化，使用寿命长，但通流才能较小10/1000s波峰值电流在几A至几百A之间。再有就是反响速度不同，TVS管的反响速度极快，为ps级，而压敏电阻反响速度稍慢，为ns级。防过流和过热保护元件类防过流元件有自恢复保险丝、电流保险丝、电阻，防过热保护和过热检测元件有温度保险管和温度保险丝。自恢复保险丝是一种正温度系数热敏电阻，当流过它的电流小于其保持电流时温度较低，它的阻值很小；当流过它的电流超过其触发电流时温度升高，它的阻值急剧增大，进而阻断雷电流的继续侵入或电路的续流，温度降低后能自行

6、恢复。但由于热惰性，其反响速度很慢，一般为秒级流过的电流越大或者温度越高，反响越快。自恢复保险丝可以用于代替电流保险丝，免除经常更换的费事。温度保险管和温度保险丝是一种温度开关元件，正常工作时是短路的，当温度高于其断开温度时开关断开不可恢复，常用于过热保护和过热检测。二、防雷元器件的一般使用方法及使用考前须知防雷元器件的一般使用方法1.开关元件主要应用于共模保护，也常在无源电路中作差模保护。2.限压元件主要应用于差模保护，也常用在共模电路中和开关元件串联，防止开关元件导通后使线路与地发生短路；或作为开关元件的限流元件以阻断续流，使开关元件复位。使用考前须知1.开关元件不能单独跨接在有源电路中作

7、差模保护，为防止电源短路，必须串接限压元件。2.流过防雷元器件的浪涌电流必须小于其脉冲峰值电流。压敏电阻应按其降额特性选择。3.用作差模保护的防雷元器件，其最小击穿电压必须大于线路的最高工作电压。4.用作差模保护的防雷元器件，其限制电压必须小于被保护设备所能承受的最高平安电压。三、防雷器电路设计概要防雷器电路设计要到达两个目的：一是要将线路中感应的雷击浪涌电流泄放到大地，二是要使被保护设备端的浪涌电压限制在允许的平安电压以下。电源防雷器电路设计首先重点介绍了单相沟通电源防雷器的两种最常用的电路：复合对称电路和“1+1电路。表达了电路工作原理、元器件选择原那么、电路的失效保护方法与故障告警。然后

8、介绍了三相沟通电源防雷器和直流电源防雷器的典型电路与元器件选型原那么。最后在指出并联式防雷器存在的缺点的根底上，提出了串联式二端口防雷器的概念，分析了串联式二端口防雷器降低限制电压的原理，并对串联式二端口防雷器设计中的相关技术问题做了讲明。信号防雷器电路设计常用的信号传输系统有双线传输线、普通多芯电缆、双绞线多芯电缆、同轴电缆等。在信号防雷器中，可以归纳为双线不接地的传输电路和有接地线的双线或者多线传输电路两种。留意：这里的“地是指“信号地，而不是指大地保护地PE。而根据可能遭遇的雷击浪涌电流大小不同，可以采用两级信号防雷器或者单级信号防雷器进展保护。单元电路中的过压、过流保护我们的很多客户都是在他们自己设计的电路板上增加防雷元器件来到达保护设备的目的。因此，介绍一些单元电路中的过压、过流保护方法是特别必要的。这里只介绍两种最常用的单元电路电源变压器或者开关电源、集成放大器的过压、过流保护方法。四、防雷方案设计中的价格技术有很多客户要求我们给他们设计防雷保护方案。这是他们对我们的信任，也是我们的上风所在。我们一定会根据被保护设备使用的环境条件和国内、国际的相关标准，以最公道的保护方案、最低的本钱价格，给用户最满足的结果。0