浪涌信号与防护方法

3　浪涌防护器的主要技术参数与要求

浪涌防护器的主要技术参数包括以下几个方面：

1、防护水平(残平)Up

浪涌防护器在通过浪涌电流时，保护器两端的电压差称残压。防护水平是指在额定放电电流时，防护端的残压水平，即瞬时钳位电压的钳制能力。这是选择浪涌保护器的一个重要指标，因为电气、电子设备只能承受一定范围的瞬时过电压，如电话交换机要求小于1000V，主机控制部份要求700V，否则有可能导致设备的损坏。

2、响应时间ta

浪涌防护器的响应时间必须比浪涌电流的速度快，是浪涌防护器的一项重要指标，它反映浪涌防护器的特性。响应时间越小，抑制浪涌瞬态电压的速度就越快。一般由计算机控制的电子设备，其浪涌防护器的响应时间应10ns，这样才能达到保护电子设备的目的。

3、最大浪涌电流(放电容量)Imax

最大浪涌电流是指浪涌防护器处理瞬态过压的最大工作电流。浪涌电流Imax越大，浪涌防护器的可靠性越高。当然，选择容量大小决定雷区浪涌的强弱、防护设备的重要性和经济价值等因素。

4、噪音衰耗

浪涌瞬态过压一般都会引起微波和瞬态高频噪音，如果浪涌防护器不采用高频滤波器模块对微波和高频噪音进行过滤，就会导致系统紊乱和电子元件老化。这是浪涌防护系统的安全、可靠的一项重要指标。

5、保护模式

为保证被防护系统的安全，在三相四线并带地线的电源中必须采用全模式结构的浪涌防护系统。

6、电压

标称电压Un：与被防护系统的额定电压相符，例如：230/380V。

工作电压：在电网电压波动范围内具备正常运行的能力。

最大持续运行电压Uc：加在浪涌防护器接线端的最大连续工作电压的有效值。Uc值必须与标称电压相符，在使用说明的规定范围内。

7、浪涌防护能力(寿命)

浪涌防护器在某波形(通常为10kA 8/20μs 20kV波形)下所承受的冲击次数。

8、自动防故障保护

浪涌防护器必须具有自动防故障保护功能。

9、绝缘电阻：≥1000MΩ

10、浪涌防护器的辅助功能

状态显示、音响报警、浪涌计数及远程监控功能。

11、电磁兼容

电磁兼容应符合国际、国内标准。

4　浪涌防护器最常用器件

主要有：金属氧化物压敏电阻MOV、硅雪崩二级管SAD、滤波电容器和混合型等。

(1)金属氧化物压敏电阻MOV

是非线性的电子元件，允许大电流通过维持接线端(指定端)很低的残余电压。当金属氧化物压敏电阻遇到瞬时超过它的启动电压时，它立即由高阻抗变为低阻抗，让瞬间巨大的浪涌泄放到大地，使危险的高电压远离敏感的电子设备。

典型的有氧化锌(ZnO)浪涌吸收器，它是一种以ZnO材料为主，添加多种过渡性金属氧化物经高温烧成处理而成的多晶半导体陶瓷元件。由于电微观结构的隧道效应，使它具有与齐纳二极管相似的非线性电压一电流特性曲线。另外，该元件的承受脉冲能量几乎是齐纳二极管的几十或几百倍。至今，这种元件已广泛地应用于电源设备或其他低频电路防雷击和吸收开关电涌.

(2)滤波电容器

它能消除巨大的脉冲危害，并可以过滤高频噪音。当幅度为几十伏到几百伏的高脉冲进入电源时，若没经过处理，这些脉冲会导致电子系统紊乱和元件劣变。瞬间浪涌可以经金属氧化物压敏电阻与硅雪崩二极管处理，但无法消除高频噪音，而滤波电容即可解决此问题。

(3)混合型

它兼容了金属氧化物压敏电阻的大过流容量特性，提高浪涌电流导通能力，又具有硅雪崩二极管的反应快并具钳位电压低的特性。为您提供最低的平稳钳位电压。同时由滤波电容器消除高频噪音。

(4)NTC热敏电阻器

抑制浪涌电流用负温度系数热敏电阻能有效地将开机瞬间的浪涌电流抑制在十分之一以内，而不影响仪器的正常工作，并且在正常工作时其阻值很小，从而所耗散的功率也很少。这类元件已广泛用于各类开关电源中。

(5)瞬变电压抑制器(TVS)

瞬变电压抑制器(TVS)是一种特殊的硅二极管雪崩器件，故也称为闭变电压抑制二极管，其工作原理与齐纳二极管相似。特性及符号与齐纳二极管相同，但与一般的齐纳二极管不同的是对TVS器件有大面积的PN结，具有承受瞬间大电流的能力，另外它的反向特位为典型的雪崩型，在雪崩时有低动态阻抗及低箝位电压，只要将TVS并接手要保护的电路上，当有瞬态电压发生时，TVS将快速响应(击穿)，以耗散大的浪涌电流，电路被塔位于低电压，使电路得以保护。

(6) CSSPD

CSSPD即控制维持电流型硅防护浪涌器件(Current type Silicon Surge Protective Device),它由日本新电元工业公司于1988年研制成功。该器件双向两端器件,由pnpnp五层组成,它是在单芯片上逆向并联组成的复合器件。CSSPD的优点是响应速度快、不需多级防护电路、耐电流量大、静电容量小和可靠性高等,特别适用于防护雷电浪涌。日本新电元工业公司已推出多种有引线和无引线CSSPD,如DV3-5、KP4、KP15N系列、SV1-2和VR-60系列等。该公司还推出一种无引线桥整流(四端),型号KW4R,它含一个CSSPD(KP4R20)和四个整流二极管(S1WB60),它特别适用通信电路和电容性电源的防护。

参考文献：

1.王水平，付敏江.开关稳压电源.西安电子科技大学出版社，1997

2.陈克明.整机对电子元器件的选用.世界电子元器件，1998

3.李成章，王淑芳.新型UPS不间断电源原理.电子工业出版计，1995

4.余承杰.氧化锌浪涌吸收器防电磁脉冲特性.压电与声光，1996.2