浪涌在电路中对压敏电阻的破坏

“浪涌”顾名思义,就是电路中出现电流出现波动时候,影响电路中的不正常工作,大家知道,电流一直都是波浪形的起浮,波动越小对电路的影响就越小,但是如果因为电源出现故障,就会出现电流大浮动变化,从而产生浪涌的问题。

电气产品在使用中如果出现浪涌电压,会导致电路的电源电压出现突变,影响电路的正常工作,如果是在数字信号线上出现浪涌电压,更会导致数字逻辑出错,甚至损坏接口电路。

由于浪涌脉冲的频率很低,带宽较宽(B=1/f),如果是低通滤波器,由于其原理是允许低于截止频率的信号通过,而高于截止频率信号不能通过,所以对于浪涌脉冲的抑制作用有限,故而在电路设计中一般采用专门的浪涌保护器件。

浪涌保护器件都有一个共同特点,即,在正常电压时,对电路工作没有影响,不起任何作用。一旦高脉冲电压到来,浪涌保护器件的阻抗会变低,通过其自身的电流增大,迅速导通,从而使浪涌电压的能力旁路掉,保证电路的电压在合理的范围内。

常用的浪涌保护器件有:气体放电管,压敏电阻,和TVS瞬态抑制二极管。气体放电管的原理简单来说,就是气体放电。如题所示,当两极之间的电压充满足够大的电压时,电极之间的气体就会有绝缘状态变成导电状态,形成通路,此时阻抗极低,接近短路。当处于导通状态下时,两极间的电压会较低,一般是在20~50V之间,等于是旁路掉浪涌电压的能量。

电路设计中可能用到的浪涌保护器件科普气体放电管采用陶瓷密闭封装,内部由两个或数个带间隙的金属电极,充以惰性气体(氩气或氖气)构成。它的优点是能够承受较大的电流,与其管径有关,管径越大,耐流能力越强。需要注意的是,如果该器件长时间应用于高压直流电场合,会缩短气体放电管的寿命,影响其功能。

 电路设计中可能用到的浪涌保护器件科普压敏电阻应用非常普遍的一种浪涌保护器件。但是缺点很明显。首先,压敏电阻在浪涌电压过来后,阻抗减少,电流增加,使此处电路两端电压钳位在一定的数值,但该钳位电位却是不固定的,和流经的电流有关,电流越大,压敏电阻上的电压越高,在浪涌电流的峰值到来时,压敏电阻的电压相应达到最高值,此时的保护效果就变差。另外,压敏电阻并不耐热,如果持续的受到浪涌电流的冲击,会使之受到损坏,甚至会发生爆炸,造成安全问题。

电路设计中可能用到的浪涌保护器件科普为了防止这种问题的发生,使用压敏电阻时,一般和温度熔断器(保险丝)一同使用,当压敏电阻严重发热时,热熔保险自动把压敏电阻切除,防止发生热爆炸。

TVS也是一种应用广泛的浪涌保护器件。它最大的优点是响应速度快,当受到浪涌电压时,会以10^-12S 量级速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,同时吸收高达数千瓦的浪涌功率。使两极间的电压箝位于一个安全值,有效地保护电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的破坏。

电路设计中可能用到的浪涌保护器件科普TVS管有单向管和双向管。单向TVS管一般应用在直流电路中,而双向TVS管在交流电路中较常见。

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