一般在设备的电源入口处都会设计由浪涌抑制器件(SPD)组成的保护电路,抑制由电源端口侵入的浪涌电压(电流),其基本的思想是在线路上设置一级(或多级)电压限幅环节,泄放浪涌电流,从而达到防护的目的。
气体放电管(GDT)、金属氧化物压敏电阻(MOV)和电压瞬变抑制二极管(TVS)是在电源浪涌保护电路中经常采用的几种电子器件。浪拓电子FAE工程师分析几种常用防护器件的特点以期提供有用的帮助。
选择适当参数的保护器件器件是设计浪涌防护电路的第一个步骤。需要考虑的参数主要包括:击穿电压(保护电平)、通流能力、连续工作电压、响应时间等。电子保护器件选型的时候,一定要遵循其选型的原则,将参考值控制在允许的范围内。并不是高出参考值,电路防护等级就会高,适合的参数值才是最佳的电路防护方案。
保护器件特点比较
GDT的通流能力很强,能够达到数十千安,但其响应时间较长,达数百纳秒至微秒级,且其失效模式为开路,不利于故障的发现,一般用在对浪涌不敏感的设备防护或多级防护电路第一级。且由于存在续流现象,限值了其在直流电路中的应用。
氧化锌压敏电阻由于各方面较为均衡的性能和便宜的价格成为被应用最普遍的一种防雷器件。但在一些对残压有较严格要求的产品中,往往还要使用TVS来取代压敏电阻或用来吸收压敏电阻过高的残压。
TVS与MOV都是钳位型的干扰吸收器件,但TVS具有更快的响应时间(亚纳秒级)和较小的极间电容。TVS管有单向和双向两种,在电源保护回路中一般采用双向器件。但是由于TVS的通流能力较小,不适合独立作为吸收雷击浪涌的保护器件。
利用各类保护器件的不同特性,在对电源质量要求较高产品中常常采取组合使用的方案(多级防护电路)。