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    浪涌保护器的作用
    发布时间:2015-05-08 丨 阅读次数:1638

    浪涌保护器www.youby360.com

       什么是浪涌?什么是尖峰  

       浪涌和尖峰笼统来说是电流流动的过程中突然出现大幅超过其额定电压的情况。

       电压是一种表示电势能差的单位。电流能够从一点流到另一点,是因为电线一端的电势能比另一端的电势能大。这就像水流,水管一侧压力高,就会推着水流像压力低的方向流动。 有一些因素会导致电压短时间的增加,稍后我们会说到。

       我们首先来看看浪涌的定义:电压在110%额定电压以上,时间持续超过一个周期,对于我们的电网而言就是242V以上电压持续20ms以上的时间。如下图就是浪涌的情况,浪涌的发生一般由于附近重型用电器停机造成。


       尖峰是指在十几毫秒内产生超过2000V的电压,如下图中所示,出现这种电压一般由于雷电、电源切换、静电放电这些原因造成。


    恐怖的闪电

       对于浪涌来说,源头是大功率电气设备,例如电梯、空调和冰箱。这些大功率设备在启动和关闭压缩机和电动机等部件时需要大量的电能。这种切换操作会产生突然且短暂的电力需求,从而扰乱电压的稳定。虽然这些浪涌的影响远不及恐怖的闪电,但是它们的强度也可以立即或慢慢损坏设备元件,这种损坏在很多建筑物的电力系统中都经常发生。

    浪涌吸收器都有哪些

       MOV浪涌吸收器

       在大部分浪涌保护器中,都有一个称为金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor,MOV)的元件,如下图所示,MOV将火线和地线连接在一起。


    浪涌保护插座的结构

       MOV由三部分组成:中间是一根金属氧化物材料(主要是氧化锌ZnO),由两个半导体连接着电源和地线。 这个结构和我们在第一页看到的鑫谷雷盾500是一致的。


    各种MOV元件

       这些半导体对电压的变化比较敏感,当电压低于某特定值时,半导体中载流子输运降低到很低的水平,产生极高的电阻,因而电流不从这里通过,而当电压超过该特定值时,电阻会大幅降低,高压电流更愿意通过这里,从而保护了其他电路。


    实际使用中的MOV

       按照这种方式,MOV仅引导不正常的高压电流到大地,同时允许标准电流继续为设备供电。打个比方说,MOV的作用就类似一个压敏阀门,只有在压力过高时才会打开。

       气体放电管浪涌吸收器

       还有一种浪涌保护元件使用的是气体放电管,它的工作过程和MOV非常相似,当电压在某一特定值以下时,管子中气体是不良导体,这相当于MOV高阻状态,而当电压高于该特定值后气体原子的电子被场强拽出原子核束缚的距离,气体电离,这时管子就是一个导体,电阻值很低,对应于MOV低阻态。


    气体放电管

       不论是采用MOV还是气体放电管,他们都采用与主电路并联的方式,如果电压太高,电流就从保护电路-大地这条途径释放掉,如果正常,就走入主电路。不过还有一种浪涌保护器采用和主电路串联的方式,当检测到高压时会存储电能,之后再慢慢释放,这种方式没有分流,避免对建筑物电力系统的干扰,而且对浪涌的反应速度也更快。

    PC电源中如何处理浪涌吸收

       作为辅助元件,很多浪涌保护电路还有一个保险丝,保险丝也可以看出一个变阻器,它是串联在主电路中的,当电流低于某个特定值时导电性很好,一旦电流高过该特定值电阻丝阻值增大,电阻产生的热量导致温度迅速升高烧断保险丝,切断电路,不过保险丝只能使一次,而浪涌保护器在通过一次浪涌后只需要很短的时间就可以再次恢复到高阻状态。

    神盾电源 

    MOV元件和保险丝

       我们在大部分电源的EMI滤波部分也可以看到MOV元件和保险丝共同使用的例子,很低端的电源会首先选择省略MOV元件,一般这种电源在其他部分做工也不会老实。下面我们看一个比较完善的浪涌保护电路。


    EA500D 的滤波电路

       上图是电源EA500D的滤波小板,台达出品。这个电路中除了有MOV和保险丝外,还增加了几个电感线圈,电感线圈是一个用磁性材料做的环,外面缠绕着导线。电感有一个最大的特点:此中电流不会出现突变,这包括不能出现电流的突然增加/减小,电流反向等。电感线圈中磁-电的能量转换平缓了电流的尖峰。 

       不是任何电器都需要浪涌保护  

       我们谈到浪涌保护,不仅仅限于电脑,凡是有控制芯片的设备都面临着浪涌的危险,有一些设备确实有必要增加浪涌保护器。

       对于我们的电脑而言,是否需要买浪涌插座甚至利用不间断电源(UPS)中的浪涌防护功能,意见不一,原因就在于PC电源中已经集成了这部分功能,不过电源的做工参差不齐,比如上面我们就举例过,低端电源往往在浪涌吸收元件和差模电感上偷工减料,好的电源不但一应俱全,还会解决到频繁开关使浪涌吸收器来不及恢复,而失效的问题。

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