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電感、電阻、導(dǎo)線在電源防護(hù)保護(hù)電路中起的作用

時(shí)間：2021-10-25 14:49:15
關(guān)鍵字： 防護(hù)    電阻    電源   
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[導(dǎo)讀]電感、電阻、導(dǎo)線本身并不是保護(hù)器件，但在多個(gè)不同保護(hù)器件組合構(gòu)成的防護(hù)電路中，可以起到配合的作用。防護(hù)器件中，氣體放電管的特點(diǎn)是通流量大、但響應(yīng)時(shí)間慢、沖擊擊穿電壓高；TVS管的通流量小，響應(yīng)時(shí)間最快，電壓鉗位特性最好；壓敏電阻的特性介于這兩者之間，當(dāng)一個(gè)防護(hù)電路要求整體通流量大...


電感、電阻、導(dǎo)線本身并不是保護(hù)器件，但在多個(gè)不同保護(hù)器件組合構(gòu)成的防護(hù)電路中，可以起到配合的作用。




防護(hù)器件中，氣體放電管的特點(diǎn)是通流量大、但響應(yīng)時(shí)間慢、沖擊擊穿電壓高；TVS管的通流量小，響應(yīng)時(shí)間最快，電壓鉗位特性最好；壓敏電阻的特性介于這兩者之間，當(dāng)一個(gè)防護(hù)電路要求整體通流量大，能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)保護(hù)的時(shí)候，防護(hù)電路往往需要這幾種防護(hù)器件配合起來(lái)實(shí)現(xiàn)比較理想的保護(hù)特性。但是這些防護(hù)器件不能簡(jiǎn)單的并聯(lián)起來(lái)使用，例如：將通流量大的壓敏電阻和通流量小的TVS管直接并聯(lián)，在過(guò)電流的作用下，TVS管會(huì)先發(fā)生損壞，無(wú)法發(fā)揮壓敏電阻通流量大的優(yōu)勢(shì)。因此在幾種防護(hù)器件配合使用的場(chǎng)合，往往需要電感、電阻、導(dǎo)線等在不同的防護(hù)元件之間進(jìn)行配合。下面對(duì)這幾種元件分別進(jìn)行介紹：



電感：在串聯(lián)式直流電源防護(hù)電路中，饋電線上不能有較大的壓降，因此極間電路的配合可以采用空心電感，如下圖：




用電感實(shí)現(xiàn)兩級(jí)防護(hù)器件的配合




電感應(yīng)起到的作用：防護(hù)電路達(dá)到設(shè)計(jì)通流量時(shí)，TVS上的過(guò)電流不應(yīng)達(dá)到TVS管的最大通流量，因此電感需要提供足夠的對(duì)雷擊過(guò)電流的限流能力。




在電源電路中，電感的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：


1、電感線圈應(yīng)在流過(guò)設(shè)備的滿配工作電流時(shí)能夠正常工作而不會(huì)過(guò)熱；


2、盡量使用空心電感，帶磁芯的電感在過(guò)電流作用下會(huì)發(fā)生磁飽和，電路中的電感量只能以無(wú)磁芯時(shí)的電感量來(lái)計(jì)算；


3、線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可以減小線圈的寄生電容，同時(shí)可以增強(qiáng)線圈對(duì)暫態(tài)過(guò)電壓的耐受能力；


4、繞制電感線圈導(dǎo)線上的絕緣層應(yīng)具有足夠的厚度，以保證在暫態(tài)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不致發(fā)生擊穿短路。




在公司電源口的防護(hù)電路設(shè)計(jì)中，電感通常取值為7～15uH。




電阻：在信號(hào)線路中，線路上串接的元件對(duì)高頻信號(hào)的抑制要盡量少，因此極間配合可以采用電阻，如下圖：




用電阻實(shí)現(xiàn)兩級(jí)防護(hù)器件的配合



電阻應(yīng)起到的作用與前述電感的作用基本相同。以上圖為例，電阻的取值計(jì)算方法為：測(cè)得空氣放電管的沖擊擊穿電壓值U1，查TVS器件手冊(cè)得到TVS管8/20us沖擊電流下的最大通流量I1、以及TVS管最高鉗位電壓U2，則電阻的最小取值為：R≥（U1-U2）/I1。


在信號(hào)線路中，電阻的使用應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：1、電阻的功率應(yīng)足夠大，避免過(guò)電流作用下電阻發(fā)生損壞；2、盡量使用線性電阻，使電阻對(duì)正常信號(hào)傳輸?shù)挠绊懕M量小。



導(dǎo)線：某些交/直流設(shè)備的滿配工作電流很大，超過(guò)30A，這種情況下防護(hù)電路的極間配合采用電感會(huì)出現(xiàn)體積過(guò)大的問(wèn)題，為解決這個(gè)問(wèn)題，可以將防護(hù)電路分為兩個(gè)部分，前級(jí)防護(hù)和后級(jí)防護(hù)不設(shè)計(jì)在同一塊電路板上，同時(shí)兩級(jí)電路之間可以利用規(guī)定長(zhǎng)度的饋電線來(lái)做配合。



用導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)兩級(jí)防器件的配合


這種組合形成的防護(hù)電路中，規(guī)定長(zhǎng)度饋電線所起的作用，與電感的作用是相同的，因?yàn)?米長(zhǎng)導(dǎo)線的電感量在1～1.6uH之間，饋電線達(dá)到一定長(zhǎng)度，就可以起到良好的配合作用，饋電線的線徑可以根據(jù)滿配工作電流的大小靈活選取，克服了采用電感做極間配合時(shí)電感上不能流過(guò)很大工作電流的缺點(diǎn)。





—END—



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