一、前言
防雷器的作用是防止感应雷产品浪涌损害设备,是保护电子产品不可缺少的器件。随着电子产品越来越多的应用到人们的生活,防雷器也越来越被大家所熟悉。实际上,电子系统的防雷保护还是一个比较新的领域,关于防雷器选择应用中还有许多问题存在争议。本文就防雷器的响应时间,多级防雷器的动作顺序等问题做出讲解。 二、多级防雷器的动作顺序
当单级防雷器不能将入侵的冲击过电压抑制到规定保护电平以下时,就要采用含有二级、三级或更多级非线性抑制元件的防雷器。
非线性元件Rv2和Rv2都是压敏电阻,实用中RV1也可以使气体放电管,Rv2也可以是稳压管或浪涌抑制二极管(TVS管)。两极之间的隔离元件Zs可以是电感Ls或电阻Rs,若RV1和RV2的导通电压分别是Un1和Un2,所选用的元件总是Un2> Un1。
有人认为,当入侵冲击波加在X-E端子上时,总是第一级RV1先导铜,然后才是第二级。实际上,第一级或第二级先导通都是可能的,这取决于以下因素:
(1) 入侵冲击波的波形,主要是电流波前的声速(di/dt);
(2) 非线性元件Rv1和RV2的导通电压Un1和Un2的相对大小;
(3) 隔离阻抗Zs的性质是电阻还是电感,以及它们的大小。
当Zs为电阻Rs时,多数情况是第二级先导通。第二级导通后,当冲击电流I上升到iRs+Un2 ≥Un1是第一级才导通。第一级导通后,由于在大电流下第一级的等效阻抗比Rs加第二级的等效阻抗之和小得多。因而大部分冲击电流经第一级泄放,而经第二级泄放的电流则要小得多。若第一级为气体放电管,它导通后的残压通常低于第二级的导通电压Un2,于是第二级截止,剩余冲击电流全部经第一级气体放电管泄放。
若Zs为电感Ls,且侵入电流一开始的上升速度相当快,条件Ls(di/dt)+Un2>Un1得到满足,则第一级先导通。若第一级导通时的限制电压为Uc1(1),则以后随着入侵冲击电流升速(di/dt)的下降,当条件UC1(1) ≥Ls(di/dt)+Un2得到满足时,第二级才导通。第二级导通后,将输出端Y的电压,抑制在一个较低的电平上。 三、防雷器的响应时间
不少人错误地认为,响应时间是衡量防雷器保护性能的一个重要指标,制造厂也在其技术资料中列明了这一参数,但许多制造厂并不知道它的确切含义,也未进行过测量。一个流行的观点是,在响应时间内,防雷器对入侵的冲击无抑制作用,冲击电压是"原样透过"防雷器而作用在下级的设备上。这不符合防雷器的是工作情况,是错误的。
防雷器中对冲击过电压起抑制作用的非线性元件,按其工作机理可区分为"限压型"(如压敏电阻器、稳压二极管)和"开关型"(如气体放电管、可控硅)。
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