浪涌抑制器的作用.doc

浪涌电压抑制器的应用[摘要]文章结合我国居民信息设备需求的不断增长，阐述了现代住宅居民信息设备瞬态过电压保护的设计原则和浪涌电压抑制器件的分类，重点论述了硅瞬变吸收二极管的特性、参数及其工程选用原则。[关键词]设计原则TVS特性参数工程应用
１设计原则对于家居信息系统的保护除了做好常规的防雷设施和处理好接地问题外，还应在信息家电的电源端加装相应的过电压保护装置，以消除电网浪涌、雷电感应电压、设备切换等意外事件对信息家电设备的冲击和毁坏。要求进入信息家电内的电源线、信号线应通过防雷、防过压处理，并将设备外壳、室内的金属门、窗、管道等进行等电位处理。信息家电设备雷电过电压及电磁干扰防护是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段和确保通信线路、设备运行不受干扰必不可缺少的技术环节。信息网络过电压保护必须运用电磁兼容原理将计算机网络局部的防护归结到整体的雷电过电压保护。网络设备所处的建筑物作为一个欲保护的空间区域，从电磁兼容的角度出发，可由外到内分为几个雷电保护区，现已规定出各部分空间不同的雷电磁脉冲（ＬＥＭＰ）的严重程度。根据雷电保护区的划分要求，建筑物外部是直击雷区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为０区；建筑物内部所处的位置为非暴露区可将其分为１区、２区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成屏蔽层。电气通道以及金属管则必须通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件在每一穿过点做等电位联结。
２浪涌电压抑制器件
浪涌电压抑制器件基本上可以分为两大类。第一种类为橇棒（ＣｒｏｗＢａｒ）器件，其主要特点是器件击穿后的残压很低，因此不仅有利于浪涌电压的迅速泄放，而且使功耗大大降低。另外，该类型器件的漏电流小，器件极间电容量小，所以对线路影响很小。常用的撬棒器件包括气体放电管、气隙型浪涌保护器、硅双向对称开关（ＣＳＳＰＤ）等。另一类为箝位保护器，即保护器件在击穿后，其两端电压维持在击穿电压上不再上升，以箝位的方式起到保护作用。常用的箝位保护器是氧化锌压敏电阻ＭＯＶ，瞬态电压抑制器（ＴＶＳ）等。保护器分过电压保护元件和过电流保护元件。我们通常所称的“避雷器”和随着国外防雷器件引入的“浪涌抑制器”、“过电压限制器”、放电管、齐纳二极管等都属于电压限制元件。它们的工作原理差不多，但它们之间的通流容量、动作速度、残压等有很大差别。而正温度系数ＰＴＣ、电感、电阻、保险丝则属于过电流保护元件。二极管型防护器件包括开关二极管、齐纳二极管、瞬态二极管等。它们的保护性能大致相同，在承受冲击能力和限制电压等级方面稍有不同。正常情况下，管子呈高阻，当外加电压达到其门限值时，电流迅速增加。它是响应速度非常快的保护元件，限幅电压低，管子两端压降基本不受冲击电压和冲击电流的影响，保护精密设备中半导体电路非它莫属。近年来正在发展的瞬态二极管，在通流能力方面有了较大的突破，可用在第二级甚至第一级保护。二极管型防护器件是利用硅ＰＮ结正向压降（ＶＦ）和反向雪崩击穿电压（ＶＺ）的特性制成的，如瞬变电压抑制二极管（ＴＶＳ）。二极管型防护器件有两种形式：一是齐纳型单向雪崩击穿，二是双向的硅压敏电阻。ＴＶＳ器件在规定的反向应用条件下，承受到高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低以允许大电流通过，并将电压箝制在预定水平，从而有效地保护电子产品中的精密元器件免受损坏。双向ＴＶＳ可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制在预定水平，双向ＴＶＳ适用于交流电路。ＴＶＳ的最大优点是箝位系数小，所谓箝位系数就是指ＴＶＳ上流过的电流在最大时的端电压与流过的电流为最小时的端电压的比值，箝位系数越小，抑制瞬变电压的效果越好。ＴＶＳ器件的其它优点是体积小、响应速度快（小于１ｎｓ）、可靠性高、每次经受瞬变电压后其性能不会下降等。缺点是电容大、耐电流量小。现在，国外ＴＶＳ器件已经采用气密性附壳封装，外形为ＤＯ－４１，而一般的民用器件则采用有引线或无引线的塑封形式，典型的有美国ＧｅｎｅｒａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ公司生产４００Ｗ、６００Ｗ、１５００Ｗ无引线扁平塑封，其４００Ｗ的工作电压为５．５～１６２Ｖ，型号为ＴＳＭＡ６．８～ＴＳＭＡ２００，外形为ＳＭＡ／Ｄ０２１４ＡＣ；６００Ｗ的工作电压为５．５～１６２Ｖ，型号为ＴＳＭＢ６．８～ＴＳＭＢ２００，外形为ＳＭＢ／Ｄ０２１４ＡＡ；１５００Ｗ工作电压５．５～１６２Ｖ，型号为ＴＳＭＣ６．８～ＴＳＭＣ２００，外形为ＳＭＣ／Ｄ０２１４ＡＢ。该公司也生产无引线圆柱形产品，型号为ＴＧＬ４１－６．８～ＴＧＬ４１－２００，外形为ＭＥＬＦＧＬ４１。该公司还生产５０００Ｗ的ＴＶＳ，其工作电压为５．０～１１０Ｖ，型号为５ＫＰ５．０～５ＫＰ１