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发布日期:2017-07-25文章来源:小耳朵电源        小耳朵电源官网:http://www.ch998.cn
 
​ 在雷雨天气,经常会出现电源跳电或电源系统损坏等现象,甚至雷电流通过开关电源系统直接导致电源设备损坏,面对这些问题,怎么做才能有效的预防这些事情发生呢?东莞小耳朵高度重视电源防雷设计,针对开关电源防雷设计问题,我们提供了以下解决方案。。。
  • 共模电感&差模电感

      雷电流的入侵首先表现为过电压,当存在泄放通道时,产生雷电流。不论是由于直击雷产生的线路来波,抑或电磁感应的过电压均是如此。过电压有共模过电压和差模过电压两种类型

共模与差模过电压、过电流

 

    由于寄生电容的广泛存在,雷电过电压击穿空气或在常压下绝缘的器件,形成强大的雷电流,造成设备损坏。

     为了抑制雷电的影响,应在雷电能量进入设备前将能量泄放至大地。对于共模过电压,应在输入电缆与防雷地之间安装防雷器件(或称防雷片);对于差模过电压,应在输入电缆火线和零线之间安装防雷器件。由于雷电流是属于浪涌电流,防雷器件是一种浪涌抑制保护器件(Surge Protection Device),简称SPD。

 

 小耳朵 STD-POE5203-10标准POE交换机内部结构图

 

  •   压敏电阻

 压敏电阻为限压型器件,当两端施加工作电压时阻值很高,漏电流为μA级。随着端电压升高,压敏电阻阻值降低,端电压超过一定值后阻值急剧降低,漏电流可高达20~40KA,形成雷电泄放通道。当电压降低至工作电压后,压敏电阻的漏电流迅速减小,恢复原来状态。

常用压敏电阻特性

 

直流开关电源常用的压敏电阻主要参数如下:

    Uc:最大持续工作交流电压,一般为385V。

    U1mA:标称电压,指漏电流达到1mA时施加的端电压,一般为630V。

    UP:残压,指通过压敏电阻泄放限压后两端最高电压,一般为1500V。

    In:额定通流能力,能在额定通流能力内安全泄放多次雷电流,一般为20KA。

    Imax:最大通流能力,能安全泄放1次,一般为40KA,泄放后,压敏电阻可能损坏。

    此外,压敏电阻的响应时间也很关键,一般响应时间为10~100ns。

常用压敏电阻特性:

      随着工作时间的增加,尤其是多次泄放雷电流,压敏电阻漏电流逐渐增大。如果施加标称电压U1mA的90%电压时漏电流就达到1mA,就认为压敏电阻性能达不到要求,需要更换。基于此,可以比较容易地检测压敏电阻性能。

     与防雷器有关的行业标准、国际标准有很多,目前并未统一,一般要求压敏电阻能耐受In电流正反各冲击5次,耐受Imax电流正负各冲击一次,10%In电流冲击100次。压敏电阻失效时,表现为短路,窗口由绿变红;偶尔也会因为压敏电阻爆炸断裂,表现为开路。

小耳朵 STD-K8L室外防水电源内部结构图

 
  • 气体放电管

      气体放电管为开关型器件,主要由电极及电极之间的气隙组成。当气体放电管两端施加的电压小于促发电压时,气体放电管为断路状态,基本无漏电流。当电压高于促发电压时,气隙被击穿,可认为短路。促发电压与气体放电管种类有关,并且有一定的光敏效应,即在有光和无光的情况下偏差较大。直流开关电源常用的气体放电管长期耐受工作电压为255V,促发电压为400V左右。当两端的电压下降至工作电压以内时,气隙不能灭弧,继续有电流通过,这就是气体放电管的续流问题。气体放电管的灭弧电压很低,一般为20~50V,因此不能安装在火线与零线、火线与地线之间。

常用气体放电管特性

     气体放电管主要参数与压敏电阻类似,如UC、UP、In、Imax等。气体放电管失效时,表现为开路,偶尔可能因为气体放电管变形造成短路。

       气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路.上图是气体放电管和压敏电阻组合构成的浪涌抑制电路。由于压敏电阻有一致命缺点:具有不稳定的漏电流,性能较差的压敏电阻使用一段时间后,因漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。在这种串联组合支路中,气体放电管起一个开关作用,当没有暂态过电压作用时,它能将压敏电阻与系统隔离开,使压敏电阻中几乎无泄漏电流,从而有效地减缓压敏电阻性能衰退。

小耳朵 STD-T412S16-DC机架式电源内部结构图

 

        不论是采用差模电感、热敏电阻还是气体放电管,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。

 

    最后,东莞小耳朵电源在此提醒广大用户:开关电源的防雷工作不容小觑,通常被忽视的小细节,往往则是最大的隐患,防范于未然。雷雨季节即将到来,无论是大到电力、工业,还是小到家庭等领域。防雷工作都不可忽视,需要我们共同的努力,东莞小耳朵电源也会积极投身防雷工作当中去,为你的用电安全保驾护航!


 
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