以單相220V交流電源的感應(yīng)雷擊防護(hù)為例 , 常用方法在零、地線之間并上合適的壓敏型元件 , 以吸收限制感應(yīng)雷擊產(chǎn)生的尖峰電壓 。電源線路防雷效果的好壞完全取決于壓敏器件參數(shù)的選擇和壓敏器件工作的可靠性 。
壓敏限幅值的選擇是在市電的峰值310V的基礎(chǔ)上加上20%的電網(wǎng)波動(dòng)影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長(zhǎng)期工作造成發(fā)熱、受潮、元件老化等可靠性因素補(bǔ)償 , 一般取值為470V~510V , 感應(yīng)雷擊等各種尖峰干擾電壓都被限制在470V 。對(duì)于470V以下的電壓 , 壓敏器件不動(dòng)作 。
普通低壓電器設(shè)備(機(jī)床、電梯、照明、空調(diào)等)的工頻耐壓值一般為交流1500V , 而瞬間耐壓峰值可達(dá)2500V以上 , 所以470V的電壓是十分安全的 。
但大規(guī)模集成電路組成的現(xiàn)代電子設(shè)備的工作電壓一般為±5V~±15V之間 , 最高耐壓值一般不超過(guò)50V , 所以疊加在市電上的小于470V的高頻尖峰電壓就會(huì)直接送入負(fù)載 , 通過(guò)空間耦合 電容 , 變壓器 層間、極間電容不成比例地傳到開(kāi)關(guān)電源 或集成電路芯片上 , 能造成故障 。
盡管高頻開(kāi)關(guān)電源和電子設(shè)備都有相應(yīng)的防尖峰干擾措施 , 但受成本和體積限制 , 再加上感應(yīng)雷擊等尖峰干擾的強(qiáng)度、頻譜變化很大 , 所以防護(hù)效果不理想 。
這還是在壓敏限幅元件比較理想的情況下得出的效果 , 實(shí)際上由于壓敏元件殘壓和引線電感的影響 , 在較強(qiáng)感應(yīng)雷擊下 , 可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際限幅電壓峰值升到800V~1000V以上 , 而使后級(jí)電子設(shè)備遭受威脅 。
(4) 加強(qiáng)對(duì)電子設(shè)備的防護(hù)效果 , 在電源與負(fù)載間串入超隔離變壓器(又稱隔離法) , 以隔絕高頻尖峰干擾 , 同時(shí)又可使次級(jí)等電位聯(lián)接便于進(jìn)行 。
隔離法主要采用帶屏蔽層的隔離變壓器 。由于共模干擾是一種相對(duì)大地的干擾 , 所以它主要通過(guò)變壓器繞組間的耦合電容來(lái)傳遞 。
如果在初、次級(jí)之間插入屏蔽層 , 并使之良好接地 , 便能使干擾電壓通過(guò)屏蔽層分路掉 , 從而減小輸出端的干擾電壓 。
理論上帶屏蔽層的變壓器能使衰減量達(dá)到60dB左右 。但隔離效果的好壞 , 往往取決于屏蔽層的工藝 。
最好選用 0.2 mm厚的紫銅板材 , 原邊、副邊各加一個(gè)屏蔽層 。通常 , 原邊的屏蔽層通過(guò)一個(gè)電容器 與副邊的屏蔽層接到一起 , 再接到副邊的地上 。也可以原邊的屏蔽層接原邊的地線 , 副邊的屏蔽層接到邊的地線 。并且接地引線的截面積也要大一些好 。采用帶屏蔽層的隔離變壓器 , 是個(gè)好方法 , 只是體積較大 。
這種方法因變壓器功能過(guò)于單一 , 相對(duì)體積、重量大 , 安裝不甚方便 , 對(duì)中、低頻尖峰和浪涌防護(hù)效果不好 , 因此市場(chǎng)有限 , 生產(chǎn)廠家也不多 , 所以非特殊場(chǎng)合一般都不用 。(5) 吸收法
吸收法主要采用吸波器件將浪涌尖峰干擾電壓吸收掉 。吸波器件都有共同的特點(diǎn) , 即在閾值電壓 以下呈現(xiàn)高阻抗 , 而一旦超過(guò)閾值電壓 , 則阻抗便急劇下降 , 因此對(duì)尖峰電壓有一定的抑制作用 。
這類吸波器件主要有壓敏電阻、氣體放電管、TVS 管、固體放電管等 。
不同的吸波器件對(duì)尖峰電壓的抑制也有各自的局限性 。如壓敏電阻的電流吸收能力不夠大 , 氣體放大電管的響應(yīng)速度較慢 。
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