瞬态过电压保护电路的设计思路

2017-09-04 温州创捷防雷电器有限公司 71

随着电子镇流器,电子节能灯市场日益狠恶,进一步进步电子镇流器的性能已成必然趋势。国标GB15143 - 94《管形荧光灯用交流电子镇流器的性能要求》第4. 12 条规定:电子镇流器不应因电源中瞬时过电压影响其性能或受挫伤。是以,各电子镇流器出产厂家都应珍重保护电路的方案,确保电子镇流器在失常任务时能防护瞬态过电压的侵扰进犯,进步产品的恬适稳定性

瞬时过电压爆发的启事和侵入路径

一般来讲,瞬时过电压重要指雷电认为过电压和利用过电压,当认为雷击及雷电电磁脉冲通过电源线侵入电子系统时就会爆发认为电动势,认为电动势叠加在电源路线上,就会爆发瞬时高压脉冲,在路线上堆叠的瞬态脉冲电压,通常远远高于一般电子设备所能经受的耐压程度,从而击毁各种用电设备,使设备遭遇永恒性的毁坏。为了保护电子设备不受过电压的侵扰进犯。现在,预防瞬态骚扰的最无效
的措施是给与电涌吸收器件,经常使用的电涌吸收器件就有压敏电阻,TVS 管等等。它的根本用法是将该吸收器直接与被保护的用电设备并联。通经常使用一种或几种稀罕脉冲波形的峰值电流来稽核这些器件的电涌吸收手段。现在国际和国际防护级产品标准中一再会到的是用8/ 20μs 袭击电流脉冲波形(电流脉冲的前沿是8μs ,半峰波继续的时间是20μs ) 稽核设备抗搅扰性能。它是IEC801 - 5 中规定的标准
电流脉冲波。而通信系统中经常使用10/ 1000μs 的袭击电流来稽核。

2  电子镇流器瞬态过电压保护电路的任务原理

通常,供电电网中无意偶尔会泛起高幅值(如1 kV左右) 的瞬态脉冲电压,但电子镇流器由于受本钱的限定,功率变换器件的参数余量不大,为使电子镇流器稳定任务,应对这类高幅值的瞬态搅扰加以抑制。一般应在电子镇流器的电源路线可以其余被保护的电子元器件前端方案瞬态过电压保护电路,典范榜样的保护电路见图1。当电路中泛起雷电认为过电压或瞬态利用过电压Vs 时, 保护电路和被保护的设备(可以路线中的元器件) 同时经受了过电压Vs ,由于压敏电阻(保护电路的核心元件) 的响应速度快,他以纳秒级的时间迅速泛起拙劣的非线性导电个性(图2 中的击穿区) ,使压敏电阻其两端的电压迅速升高,远远低于Vs 值,无效地将过电压限定在被保护设备或被保护元器件的绝缘耐压值等第下,从而使电子镇流器免受过电压的挫伤。担保了电子镇流器不因电源中瞬时过电压而影响其性能或受挫伤。

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一型号的压敏电阻器经受的峰值电流越大,残压也会有所加大。其它,表2 为一组Ф七、Ф10 或Ф14 等不同片径的压敏电阻器通流试验环境,从表中可以看出,对付不同片径的压敏电阻器,其所能经受的电涌电流也纷歧样。通常,对付应用同一配方制作的压敏电阻器,片径越大,压敏电阻器能经受的最大峰值电流也就越大,相应的残压也会有所添加,但其添加的程度远远低于通流的添加幅度。是以,选型时,
应凭证路线的耐压程度,外界可以爆发的电涌电压,尽可以决定通流对照大的压敏电阻器,以担保路线长久继续的失常任务。

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路线失常任务时,压敏电阻器只至关于一个小容量的电容器,对电源路线具备必然的滤波作用,其实不影响路线的失常任务。当电路的输入端,泛起瞬态过电压且过电压超过压敏电阻的压敏值时,压敏电阻的内阻急剧升高,呈导通状态,从而使输入电压通过压敏电阻泄放短路,此时,其任务电流迅速添加,使勾串在电源输入端的保险丝瞬间熔断,从而保护了电子镇流器中各元器件不会被太高的瞬态过电压所废弃。

分外属意,压敏电阻器的最大特性等于可以吸收极大的瞬态电涌能量,但它不能经受毫安级以上的继续电流,在过电压保护电路中,它不能长久任务在过电压状态下。是以,在电子镇流器中运用压敏电阻时应在电源输入端设置合适的保险熔丝或保险管

3  压敏电阻器的决定原则

3. 1  压敏电压值的决定

首先是标称电压的决定,压敏电压值选得太高,象征着增大了保护电路的行径电压,同时压敏电压值越高,绝对的残压会增高,则压敏电阻对电子镇流器可以起不到保护作用。若是压敏电压值选的过低,频繁的过电压袭击,会使压敏电阻器的性能有所升高,泄电流增大,当压敏电压低于电源电压的峰值时,形成压敏电阻器的劣化失效,不仅会影响电子镇流器的失常任务,甚至可以废弃压敏电阻器本人。

一般环境下,为了担保路线的失常任务,同时又为了担保压敏电阻器在保护路线的同时,本人不受危害,压敏电压值的决定应确定在必然的范畴内。通常环境下,在保护电路中,压敏电压的最小值确定应惬心公式(1) 的要求。其它,压敏电压的最大值还应凭证

3. 2  通流量切实其实定

V1 ≈2. 2Vac

或V1≈2. 0Vdc (1)

式中:V1 ———示意1mA 直流电流下的压敏电压值;

Vac ———示意交流电压的无效值;

Vp - p ———示意交流电压的峰- 峰值;

Vdc ———示意直流电压值。

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式中:Vz ———示意被保护设备(或元器件) 的脉冲绝缘耐压值;Kp ———限定电压比,是一个与材料无关的常
数。

譬喻:某电子镇流器的交流电压为220Vac ,那么,压敏电阻器的最小电压值应为V1 = 115 × 2 ×220V = 467 V。凭证IEC 的无关规定, 电子设备的防护等第为D 级防护, 其绝缘耐压值一般规定为115kV。实践上,对付细心的电子镇流器产品而言,

若是整流电路的脉冲耐电压为1 000 V~1 200 V ,巨大0~10 KA 通流容量的压敏电阻,若Kp 值为117~118 ,通过打算,压敏电阻的最大压敏值应为V1 ≤019Vz/ K≈019 ×1200/ 117≈643 V。是以,对付供电电压绝对波动的220Vac 电源系统的电子镇流器产品,一般选用MYG3/ 300 (压敏电压为470 V) 型的压敏电阻器。对付电源电压为120Vac 的电子镇流器,

通常选用MYG3/ 150 (压敏电压为250 V) 型的压敏电阻器。当然,在电路方案曾经确定的条件下,也可通过大量的试验确定实践电路的保护程度,决定加倍合适的压敏电阻器。

保护路线的耐压程度惬心公式(2) 的要求:

在决定压敏电阻器时,要充实思索电子镇流器的实践任务环境因素,惬心路线的恬适防护要求。表1 为局部不同型号的压敏电阻器在不同电涌电流峰值下的残压试验环境,从表中可以看出,决定的压敏电压值越高,残压越高(类似峰值电流环境下) ,同

巨大压敏电阻器的伏安个性见图3 ,它并联在电子镇流器的电源输入端,熔断保险丝的后端(图1) ,路线的保护形势重要有相线与零线的防护,相线与地的防护,零线与地的防护。其形状布局见图4。

V1 ≤0. 9Vz/ Kp (2)

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4  结 语
方案公允的瞬态过电压保护电路,决定合适的压敏电阻器电参数,可以担保电子镇流器长久无效的失常任务,也是电子镇流器产品达到国家标准恬适目标的重要担保。




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