培训中心

保护器件基础知识

发布时间:2009-08-01 22:34:40发布人:
12431562691.jpg12431560151.jpg12431560071.jpg

器件基础知识(保护器件)

2.9 保护器件

2.9.1  基本概念

序号

保护器件类别

基本概念

1

限流保护器件

限制电流大小的器件

2

限压保护器件

限制电压大小的器件

3

熔断器套件

包括座芯载熔件

4

保险管套件

包括熔芯,卡簧等

 

2.9.2  保护电路作用

        保护电路作用是防止高压大电流的强信号对通信电路冲击,通过保护电路限制、减弱过压过流的强度,对地池放能量,从而保护通信设备免受损害。

保护电路根据耐过压过流的等级分初级保护和次级保护。

初级保护电路,对暴露环境下的过压过流信号提供一级保护,保护电路一般置于配线架中。初级保护电路对1KV以上的高压信号起保护作用。

次级保护电路,对非暴露环境下的过压过流信号进行二级保护。次级保护电路置于交换设备中,对1.5KV以下的过压信号起保护。

2.9.3  保护电路设计

保护电路组成:一般由过压保护PV和过流保护PI两部分组成。

过压保护器(PV)有:碳(金属)电极气隙保护器、气体放电管(GDT)、压敏电阻(Varistor)、稳压二级管、瞬态抑制二极管、可控硅型保护管等。

过流保护器:热线圈、熔丝、浪涌电阻、正温度系数热敏电阻(PTC)等。

(一)过压保护器的选择

1)碳(金属)电极气隙保护器,通常作为传统的初级保护接于线路与地之间,限制保护器两极间的电压。此类元件价格低廉,但反复动作特别经雷击放电后,绝缘电阻会下降,需要经常更换。

2)气体放电管(GDT),在过压时利用电弧放电的真空管。当过压时,放电管内电场足够强引起气体电离,使之由绝缘(>10GW)变成低阻导体(<0.1W)。气体放电管放电电压与电压变化率有关,例如在500V/ms100V放电,在100V/ms时,要400V才放电。这种器件过流能力强,成本较低。在有限次的放电后产生失效,这种失效引起放电电压增加。一般作为初级保护器件

3)压敏电阻(Varistor)常用的是氧化锌压敏电阻(MOV),是一种电阻随外加电压而变化的非线性元件。有对称的电压电流特性,耐流能力较大,成本低,但这类器件漏电会逐渐增大,极间寄生电容大(60~5000pF),过压时自身功耗大。

4)稳压管:半导体器件,单向非对称电压电流特性。为了产生双向,采用背靠背形式或把单向稳压管放在二级管桥中,耐流能力差,一般用作次级保护。

5)瞬态抑制管:为半体导新器件,具有过压触发导通的可控硅特性,有单向和双向两种。自身功耗低,过流能力较强,触发电压一致性好,保护电压是固定的。该类器件价格较高,一般用于次级保护,是目前常用的保护器件。选择这种器件时需要考虑两方面:适合的触发电压,足够的过流能力。

6)可控硅型保护器(如TCM1060),半导体新器件,具有与瞬态抑制管相同的可控硅特性,且触发电压可编程,大电流时熔断。器件耐流能力较强,价格较高,用于次级保护,是目前大量使用特性最好的过压保护器件。选用此种器件要考虑:最高工作电压和过流能力是否满足要求,

(二) 过流保护器件的选择

1)热线圈,由具有正温度系数金属丝构成,串联在用户端口的每一引入线中,过电流时热线圈电阻增加或熔断。

2)熔丝,串联在用户端口的每一引入线中,流过过载电流时熔断。

3)浪涌电阻:串联在用户端口的每一引入线中,在雷击时起限流作用,在长时间过流如电力线碰触时受热断裂,是较常用的一种过流保护器。通常作成厚膜,成本较高。这种保护器阻值稳定,但断裂后不可恢复,常与PTC配合起来用。

4)正温度系数热敏电阻器(PTC),具有在很小的温度变化时,有几个量级的阻值变化。器件过流后发热引起阻值增加很大,使电流减小,而过流消除后恢复为原来的阻值。该器件具有自恢复能力,满足现在国标要求,为目前常用的过流保护器件。分为高分子材料和陶瓷材料两种。

5)高分子PTC:是在非导电高分子材料掺杂碳粒子作为电荷载体,在常温下,碳粒子物理接触,具有小的电阻,温度增加,高分子状态变化,碳粒子分离,电阻增大。优点:失效开路,动作快,表面温度低。缺点:动作后电阻变化大,匹配性差,耐压耐流能力差,高压产生起火,燃烧。选择高分子PTC要考虑耐压及阻值匹配。

6)陶瓷PTCBaTiQ3材料,当温度低于居里点时有很高的正温度系数。当温度高于居里点时,表现为负温度系数特性。优点:耐压耐流特性好,电阻变化小,匹配性好,不燃烧。缺点:失效短路,有负阻特性,表面温度高。选择陶瓷PTC要考虑其负阻特性。

(三)几种常见保护电路形式

(1) 瞬态抑制器保护电路


 

 

本实例中,过流保护器PI选用PTC,过压保护器PV选用单向瞬态抑制管,根据实际情况可选用双向是瞬态抑制管。瞬态抑制管的触发保护电压要与SLIC的电源电压一致

优点:简单,成本适中。缺点:保护电压固定

(2) 可控硅型保护电路


 

 

本实例中过流保护器PI选用PTC,过压保护器PV选用可控硅型器件。

优点:结构简单,保护电压可变。缺点:过压过流保护能力稍差。

(3) 可控硅型保护电路


 

 

本实例中,过流保护器PI采用两个PTC串联,过压保护器PV1为压敏电阻,PV2为可控硅型保护器。

优点:保护作用强,安全可靠。缺点:器件多,成本偏高

 

 

上一篇:电感器基础知识 return back!

培训中心

联系我们
地 址:深圳市南山区创业路海王大厦B座6E
电话:0755-26054106
手机:
传 真:0755-26054115
E-mail:sunny_chen@kklong.com