交流电源线上的干扰会导致许多设备发生故障,包括数据传输错误,电源损坏或对属于整个网络的工业系统造成破坏。 瞬变、尖峰和其它异常是电源线上的典型干扰。在设计适用于工业应用的保护系统时,请务必考虑所有这些重要因素。
交流电源线上的干扰
根据IEEE标准的定义,电源扰动可以用瞬变、暂态过压、畸变和频率变化来表示。瞬变电压波动是由于电源变化、雷电、感应负载切换、静电放电等可能引起的暂时性电压波动。这些瞬变的影响程度可能从轻微到灾难性不等。
瞬变是电源扰动中最具破坏性的类型,分为两个子类:脉冲型和振荡型。 脉冲瞬变是高峰值事件,主要由于大气中发生的放电而在正或负方向上增加电压和/或电流水平。 涉及脉冲瞬变的两种最可行的保护方法是消除潜在的静电放电和使用过电压保护器件。
解决方案
过电压保护元件可分为两种基本类型:开关(撬棍)型元件和钳位型元件。钳位型元件,如TVS、MOV及钳位二极管,具有更快的响应时间,但其电流处理能力有限,因为瞬态能量必须通过元件钳位消散。开关型元件可以处理较强的过电流,因为在其导通状态下,元件两端的电压极低。在实践中,它们充当某种短路装置,改变电流路径,从而使电流远离组件的主要部分。
压敏电阻不能为持续电压升高的故障提供保护,即使电压幅度明显低于其设计的瞬态电压也是如此。此外,压敏电阻的确会出现退化现象,在多次电涌作用下,压敏电阻开始老化。我们建议使用熔断器进行过载保护,使用金属氧化物变阻器(MOV)和气体放电管(GDT)组合来保护瞬态电流浪涌,并使用瞬态电压抑制器(TVS)二极管来保护瞬态电压。
根据应用市场的不同,针对不同电压/电流水平的保护解决方案能够减少或避免由电能质量扰动引起的问题,为设备正常运行提供可靠基础。