浪涌保護器,也叫防雷器,是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在極短的時間內(nèi)導通分流,從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。
浪涌保護器的基本元器件
1.放電間隙(又稱保護間隙):它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成,其中一根金屬棒與所需保護設(shè)備的電源相線L1或零線(N)相連,另一根金屬棒與接地線(PE)相連接,當瞬時過電壓襲來時,間隙被擊穿,把一部分過電壓的電荷引入大地,避免了被保護設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整,結(jié)構(gòu)較簡單,其缺點時滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙,它的滅弧功能較前者為好,它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。
2.氣體放電管:它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率,在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的,也有三極型的,氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有:直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2~3)Udc;工頻耐受電流In;沖擊耐受電流Ip;絕緣電阻R(>109Ω);極間電容(1-5PF)
氣體放電管可在直流和交流條件下使用,其所選用的直流放電電壓Udc分別如下:在直流條件下使用:Udc≥1.8U0(U0為線路正常工作的直流電壓)
在交流條件下使用:Udc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)
3.壓敏電阻:它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻,當作用在其兩端的電壓達到一定數(shù)值后,電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點是非線性特性好(I=CUα中的非線性系數(shù)α),通流容量大(~2KA/cm2),常態(tài)泄漏電流小(10-7~10-6A),殘壓低(取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量),對瞬時過電壓響應(yīng)時間快(~10-8s),無續(xù)流。
壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有:壓敏電壓(即開關(guān)電壓)UN,參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);zui大通流容量Imax;泄漏電流;響應(yīng)時間。
壓敏電阻的使用條件有:壓敏電壓:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0為工頻電源額定電壓)
zui小參考電壓:Ulma≥(1.8~2)Uac(直流條件下使用)
Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流條件下使用,Uac為交流工作電壓)
壓敏電阻的zui大參考電壓應(yīng)由被保護電子設(shè)備的耐受電壓來確定,應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設(shè)備的而損電壓水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K為殘壓比,Ub為被保護設(shè)備的而損電壓。
4.抑制二極管:抑制二極管具有箝位限壓功能,它是工作在反向擊穿區(qū),由于它具有箝位電壓低和動作響應(yīng)快的優(yōu)點,特別適合用作多級保護電路中的zui末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α為非線性系數(shù),對于齊納二極管α=7~9,在雪崩二極管α=5~7.