众所周知,电子产品在使用中经常会遇到意外的电压瞬变和浪涌,从而导致电子产品的损坏,损坏的原因是电子产品中的半导体器件(包括二极管、晶体管、可控硅和集成电路等)被烧毁或击穿。
据估计,电子产品的故障有75%是由于瞬变和浪涌造成的。电压的瞬变和浪涌无处不在,电网、雷击、爆破,就连人在地毯上行走都会产生上万伏的静电感应电压,这些都是电子产品的隐形致命杀手。因此,为了提高电子产品的可靠性和人体自身的安全性,必须对电压瞬变和浪涌采取防护措施。
方法一:使整机和系统接地,整机和系统的地(公共端)和大地应分开,整机和系统中的每个子系统均应有独立的公共端,在子系统之间需传输数据或信号时,应以大地为参考电平,接地线(面)必须能流过很大的电流,如几百安培。
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方法二:在整机和系统中的关键部位(如电脑的显示器等)采用电压瞬变和浪涌的防护器件,使电压瞬变和浪涌通过防护器件旁路到子系统地和大地,从而让进入整机和系统中的瞬变电压和浪涌幅度大大降低。
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方法三:对重要和昂贵的整机和系统采用几个电压瞬变和浪涌防护器件的组合形式,以构成多级防护电路。
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浪涌保护器件为电子设备的浪涌防护提供了一种简便、经济、可靠的防护方法,通过防浪涌元件(MOV、TVS、TSS、GDT),在雷击感应及操作过电压时,迅速将浪涌能量传入大地,保护设备免遭损害。
五种过电压保护器件.png
目前用于浪涌保护的器件有四种:
  1)瞬变电压抑制器(TVS),工作电压和箝位电低,响应速度快,能承受50~500A的浪涌电流,可灵活选用单向或双向,通常用于低压电路的二级保护。
  2)金属氧化物变阻器(压敏电阻),是一种限压型保护器件。响应速度比TVS管慢,但通流量大于TVS管,可保护电压低于20 kV的设备,常用于电源保护回路。
  3)气体放电管,一旦发生电压浪涌(比如由雷击浪涌干扰引起),它们会发生放电,从开通状态变为短路状态,以提供可靠的过压保护。通流量大(常规可达20KA),保护电压可达10kV,适合信号保护回路使用。
  4)固体放电管,是基于晶闸管原理和结构的一种二端负阻器件,响应速度快,无限重复,功耗小,启动电压为25~500V,瞬间冲击电流可达50~3000A,适用于保护电子通讯电路。