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通讯设备电路保护如何选择常用保护器件

助工
2021-01-28 16:32:47    评分

在通信设备的正常使用过程中,交流电网和通信线路上会出现雷击浪涌电压、火花放电等EMI瞬态干扰信号。瞬态干扰的特点是作用时间极短,但电压幅度高、瞬态能量大。当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上,使输入通信设备系统的电压超过系统内部器件的极限电压时,便会损坏通信设备的电源;当瞬态电压叠加在通信线路上时,瞬间高压便会损坏信号环路中传输、控制的元器件。另外,由于电力线搭碰、感应,通信电路上有可能出现持续的过电压、过电流,如不加保护也有可能损坏通信电路或器件,甚至造成火灾和生命财产损失。因此,必须采用恰当的保护措施,对通信系统及设备进行防护。

电路保护中常采用过压保护器件及过流保护器件两种类型的元件。

过压保护器件

过电压保护器件通常有高阻抗特性,当电压达到它的过电压保护值以上时,就转换到低阻抗;一旦过电压故障消失,保护器件会返回到高电阻状态,是一种可恢复器件。常用的过电压保护器件有瞬态抑制二极管(TVS)、金属氧化物压敏电阻(MOV)、和陶瓷气体放电管(GDT)等。

瞬态抑制二极管(TVS)

当浪涌电压来临时,瞬态抑制二极管能以10-12s级的速度,将其两极间的阻抗由高变低,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电位箝位于预定值,有效地保护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。TVS具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压容易控制、体积小等优点。

金属氧化物压敏电阻(MOV)

压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件,在正常电压条件下,这相当于一只小电容器,而当电路出现过电压时,它的内阻急剧下降并迅速导通,其工作电流增加几个数量级,从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏。MOV的优点:通流量大(100A~70kA)其体积越大所能承受的浪涌电流越大 ,种类齐全,使用范围广。

陶瓷气体放电管(GDT)

气体放电管的响应时间可以达到数百ns以至数ms,在保护器件中是最慢的。当线缆上的雷击过电压使防雷器中的气体放电管击穿短路时,初始的击穿电压基本为气体放电管的冲击击穿电压,放电管击穿导通后两极间维持电压下降到20~50V。

另一方面,陶瓷气体放电管的通流量比压敏电阻和TVS管要大,陶瓷气体放电管与TVS等保护器件合用时应使大部分的过电流通过气体放电管泄放,因此陶瓷气体放电管一般用于防护电路的最前级,其后级的防护电路由压敏电阻或TVS管组成,这两种器件的响应时间很快,对后级电路的保护效果更好。

过流保护器件

通信设备中常见的过流保护器件主要有自恢复保险丝(PPTC),这是一种采用高分子聚合物材料制作而成的可利用率很高的过流保护器件。当通讯设备中出现异常大电流时,自恢复保险丝PPTC高分子聚合物体积迅速增大,阻抗增大呈高阻值状态,有效抑制了大电流通过,从而保护了电路。当故障排除之后会自动恢复到低阻值状态,对电路不产生影响。自恢复保险丝PPTC的优点:重复利用降低替换及维修成本,性能优越能长时间抵抗浪涌电流,提升产品品质使产品增值。




关键词: 常用     器件     电压    

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