摘要:探讨了电涌保护器(SPD)应用中的4个颇有争议的问题,这就是SPD的响应时间、多级SPD的动作顺序、不同波形冲击电流的等效变换以及SPD的残压与冲击电流峰值的关系。最后说明了SPD应用中各电压之间的相互关系。
关键词:电涌保护器 响应时间 冲击电流 防雷保护
一、前言
电涌保护器(SPD)是抑制由雷电、电气系统操作或静电等所产生的冲击电压,保护电子信息技术产品必不可少的器件。随着各种电子信息技术产品越来越多地渗入到社会和家庭生活的各个领域,SPD的使用范围日益扩大,市场需求量日益增长。
总的来说,电子信息技术产品的过电压保护还是一个新的技术领域,两相关于SPD的国际标准IEC61643-1和IEC61643-21发表才几年,有关SPD应用中的许多问题还存在着争议,本文就其中的4个问题提出笔者个人的看法,以期引起讨论。它们是:SPD的响应时间,多级SPD的动作顺序,不同波形冲击电流的等效变换以及SPD的残压与冲击电流峰值的关系。最后对SPD应用中各个电压之间的相互关系作了说明。
二、SPD的响应时间
不少人错误地认为,响应时间是衡量SPD保护性能的一个重要指标,制造厂也在其技术资料中列明了这一参数,但许多制造厂并不知道它的确切含义,也未进行过测量。一个流行的观点是,在响应时间内,SPD对入侵的冲击无抑制作用,冲击电压是"原样透过"SPD而作用在下级的设备上。这不符合SPD的是工作情况,是错误的。
SPD中对冲击过电压起抑制作用的非线性元件,按其工作机理可区分为"限压型"(如压敏电阻器、稳压二极管)和"开关型"(如气体放电管、可控硅)。
氧化锌压敏电阻器是一种化合物半导体器件,其中的电流对于加在它上面的电压的响应本质上是很快的。
那么,以前的技术资料中所说的用压敏电阻构成的SPD响应时间r≤25ns是怎么回事呢?
这是技术标准IEEEC62.33-1982[2]中定义的响应时间,它是一个用来表征"过冲"特性的物理量,与通常意义上的响应时间是完全不同的另外一个概念。为了说明这一点。
在典型的使用情况下,一定的引线长度是不可避免的,这种附加电压将加在压敏电阻器后面的被保护线路上,所以在冲击波波前很陡而数值又很大的条件下测量限制电压时,必须认识到电压过冲对于引线长度和环路耦合的依赖关系,而不能把过冲作为器件内在的特性来看待。