電感、電阻、導(dǎo)線在電源防護保護電路中起的作用

時間：2021-10-25 14:49:15

關(guān)鍵字：防護電阻電源

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[導(dǎo)讀]電感、電阻、導(dǎo)線本身并不是保護器件，但在多個不同保護器件組合構(gòu)成的防護電路中，可以起到配合的作用。防護器件中，氣體放電管的特點是通流量大、但響應(yīng)時間慢、沖擊擊穿電壓高；TVS管的通流量小，響應(yīng)時間最快，電壓鉗位特性最好；壓敏電阻的特性介于這兩者之間，當(dāng)一個防護電路要求整體通流量大...

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

防護器件中，氣體放電管的特點是通流量大、但響應(yīng)時間慢、沖擊擊穿電壓高；TVS管的通流量小，響應(yīng)時間最快，電壓鉗位特性最好；壓敏電阻的特性介于這兩者之間，當(dāng)一個防護電路要求整體通流量大，能夠?qū)崿F(xiàn)精細保護的時候，防護電路往往需要這幾種防護器件配合起來實現(xiàn)比較理想的保護特性。但是這些防護器件不能簡單的并聯(lián)起來使用，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)，在過電流的作用下，TVS管會先發(fā)生損壞，無法發(fā)揮壓敏電阻通流量大的優(yōu)勢。因此在幾種防護器件配合使用的場合，往往需要電感、電阻、導(dǎo)線等在不同的防護元件之間進行配合。下面對這幾種元件分別進行介紹：

電感：在串聯(lián)式直流電源防護電路中，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：

用電感實現(xiàn)兩級防護器件的配合

電感應(yīng)起到的作用：防護電路達到設(shè)計通流量時，TVS上的過電流不應(yīng)達到TVS管的最大通流量，因此電感需要提供足夠的對雷擊過電流的限流能力。

在電源電路中，電感的設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題：

1、電感線圈應(yīng)在流過設(shè)備的滿配工作電流時能夠正常工作而不會過熱；

2、盡量使用空心電感，帶磁芯的電感在過電流作用下會發(fā)生磁飽和，電路中的電感量只能以無磁芯時的電感量來計算；

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，同時可以增強線圈對暫態(tài)過電壓的耐受能力；

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電路設(shè)計中，電感通常取值為7～15uH。

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

用電阻實現(xiàn)兩級防護器件的配合

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，電阻的取值計算方法為：測得空氣放電管的沖擊擊穿電壓值U₁，查TVS器件手冊得到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_。

在信號線路中，電阻的使用應(yīng)注意的幾個問題：1、電阻的功率應(yīng)足夠大，避免過電流作用下電阻發(fā)生損壞；2、盡量使用線性電阻，使電阻對正常信號傳輸?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30A，這種情況下防護電路的極間配合采用電感會出現(xiàn)體積過大的問題，為解決這個問題，可以將防護電路分為兩個部分，前級防護和后級防護不設(shè)計在同一塊電路板上，同時兩級電路之間可以利用規(guī)定長度的饋電線來做配合。

用導(dǎo)線實現(xiàn)兩級防器件的配合

這種組合形成的防護電路中，規(guī)定長度饋電線所起的作用，與電感的作用是相同的，因為1米長導(dǎo)線的電感量在1～1.6uH之間，饋電線達到一定長度，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電感上不能流過很大工作電流的缺點。

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