新兴电源之浪涌防护设计4-6
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电源浪涌测试标准
电源浪涌测试标准是一种用于测量电源设备在电源电压变动、瞬态间隔和浪涌幅度等方面的稳定性和抗干扰能力的测试方法。
常见的电源浪涌测试标准有以下几种:
1. IEC 61000-4-11:该标准规定了如何进行电源电压变化测试,以评估设备在电源电压变动时的抗干扰性能。
2. IEC 61000-4-13:该标准规定了如何进行电源瞬态间隔测试,以评估设备在电源瞬态间隔时的抗干扰性能。
3. IEC 61000-4-5:该标准规定了如何进行电源浪涌测试,以评估设备在电源浪涌幅度上的抗干扰性能。
4. IEC 61000-4-14:该标准规定了如何进行电源变动和瞬态间隔测试,以评估设备在电源变动和瞬态间隔时的抗干扰性能。
以上是一些常见的电源浪涌测试标准,不同的国家和地区可能会根据其特定的需求而定制适用于本地的测试标准。
浪涌防护电路设计一、引言浪涌防护电路是指在电路中采用一定的电气或电子技术手段,以保护设备免受突发的、短暂的高电压脉冲的影响,从而保证设备的正常工作。
浪涌防护电路设计是现代电子技术中非常重要的一部分,因为在工业生产和日常生活中,各种突发事件都有可能导致电网中出现高压脉冲,如果没有浪涌防护措施,就会对设备造成不可逆转的损害。
二、浪涌现象及其影响1.浪涌现象浪涌是指突发的、短暂的高压脉冲,通常由雷击、开关操作、线路故障等原因引起。
在实际应用中,由于各种原因导致的高压脉冲可能会以不同形式进入电子设备内部。
2.影响当高压脉冲进入设备内部时,就会对设备产生不同程度的影响。
例如:(1)直接损坏器件:当高压脉冲达到一定程度时,可能会直接击穿器件内部的绝缘层,导致器件损坏。
(2)降低器件寿命:即使高压脉冲没有直接击穿器件,也会在器件内部产生热量,从而使器件温度升高,进而缩短器件的寿命。
(3)引起系统故障:高压脉冲可能会干扰设备内部的信号传输,从而引起系统故障。
三、浪涌防护电路设计原则1.选择合适的防护元件在浪涌防护电路中,选择合适的防护元件非常重要。
一般来说,常用的浪涌防护元件有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、二极管等。
不同类型的防护元件具有不同的特点和应用范围,在选择时需要根据实际情况进行考虑。
2.合理布局在电路设计中,合理布局也是非常重要的一点。
例如,在PCB板上布局时,需要将输入端和输出端分开布置,并尽量减少线路长度和环形线路等因素对信号稳定性造成影响。
3.保证接地良好良好的接地是保证浪涌防护电路有效的关键。
在电路设计中,需要保证接地点的数量充足,并尽量减小接地电阻,从而提高接地效果。
四、浪涌防护电路设计实例以下是一种简单的浪涌防护电路设计实例:1.选择合适的防护元件在本例中,选择了气体放电管作为浪涌防护元件。
气体放电管具有响应速度快、容量大、寿命长等优点,在浪涌防护中得到了广泛应用。
2.合理布局在PCB板上,将输入端和输出端分开布置,并采用短线连接,避免环形线路对信号稳定性造成影响。
防浪涌功率型NTC的选型原则为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC 热敏电阻,能有效的抑制开机时的浪涌电流,并在完成浪涌电流抑制作用后,由于通过其电流的持续作用,功率型热敏电阻的阻值将下降的一个非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。
功率型NTC热敏电阻器的选用原则1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流2.功率型电阻器的标称电阻值R≥1.414*E/Im式中E为线路电压Im为浪涌电流对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源,Im=100倍工作电流对于灯丝,加热器等回路Im=30倍工作电流3.B值越大,残余电阻越小,工作时温升越小4.一般说,时间常数与耗散系数的乘积越大,则表示电阻器的热容量越大,电阻器抑制浪涌电流的能力也越强。
功率型NTC热敏电阻,主要应用于开关电源,UPS,大功率电子产品的开机防浪涌SCK MF72功率型NTC热敏电阻SCD大功率型NTC热敏电阻MF74超大功率型NTC热敏电阻0.1A~11A 2A~32A 10A~36A下图为使用MF72热敏电阻前后浪涌电流得比较曲线图,虚线为使用热敏电阻前,实线为使用热敏电阻后。
随着电子产品对可靠性要求的不断提高和能源资源的日益紧缩,高可靠性和高效节能的电子产品将是未来电子产品发展的一个方向,因此在产品的电源设计上,必须要充分考虑其可靠性能和电源使用效率。
本文首先分析电子产品为什么会有开机浪涌,然后以典型的电源电路为例分析如何使用热敏电阻抑制浪涌电流,最后介绍热敏电阻在实际应用中应如何选型。
开机浪涌电流产生的原因图1是典型的电子产品电源部分简化电路,C1是与负载并联的滤波电容。
在开机上电的瞬间,电容电压不能突变,因此会产生一个很大的充电电流。
根据一阶电路零状态响应模型所建立的一阶线性非齐次方程可以求出其电流初始值相当于把滤波电容短路而得到的电流值。
IEC61643-1-1998:《接至低压电力配电系统的浪涌保护器》通信行业标准通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求Performance requirements for Surge Protective Devices Connected to Low-voltageDistribution Systems of Telemunication Stations/SitesYD/T 1235.1-20022002-11-08 发布2002-11-08 实施中华人民XX国信息产业部发布目次前言1 X围2 规X性引用文件3 术语和定义4 使用环境条件4.1 供电条件4.2 气候条件5 分类5.1 按冲击测试电流等级分类5.2 按用途分类5.3 按端口分类5.4 按构成分类6 技术要求6.1 标称额定值6.1.1 优选值6.1.2 SPD分类的冲击测试电流等级规定6.2 整体要求6.2.1 外观质量6.2.2 保护模式6.2.3 分离装置6.2.4 告警功能6.2.5 接线端子连接导线的能力6.3 电涌防护性能6.3.1 最大持续运行电压6.3.2 等级限制电压6.3.3 电压保护水平6.3.4 动作负载试验6.4 安全性能6.4.1 电气间隙和爬电距离6.4.2 外壳防护等级6.4.3 保护接地6.4.4 着火危险性(灼热丝试验)6.4.5 暂时过电压失效安全性6.4.6 暂时过电压耐受特性6.4.7 热稳定性6.5 二端口SPD及带独立输入/输出端子的一端口SPD 的附加要求6.5.1 电压降6.5.2 负载侧电涌耐受能力6.5.3 负载侧短路耐受能力6.6 环境适用性6.6.1 耐振动性能6.6.2 耐高温性能6.6.3 耐低温性能6.6.4 耐湿热性能7 检验规则7.1 交收检验7.2 型式检验8 标志、包装、运输和贮存8.1 标志的内容8.2 包装8.3 运输和贮存8.3.1 运输8.3.2 贮存附录A (规X性附录)通信局(站)配电系统用电涌保护器(SPD)的构形前言制订本标准的目的在于规X我国通信局(站)低压配电系统用电涌保护器的技术要求,并为电涌保护器的设计、生产、检验、选择和应用提供技术依据。
浪涌防护等级浪涌防护等级是指在电力系统中,对于电气设备所需承受的浪涌电流进行分类和标准化的指标。
浪涌电流是由于电力系统突然中断或切换引起的瞬态电流。
如果电气设备无法承受这种浪涌电流,可能会导致设备损坏甚至系统故障。
因此,对于不同的设备和系统,需要根据其特性和要求,确定适当的浪涌防护等级。
一、浪涌防护等级的分类根据国际电工委员会(IEC)的标准,浪涌防护等级一般分为四个等级,分别是类别C、类别B、类别A和类别D。
其中,类别C是最低等级,适用于一般的低电压设备;类别B适用于对浪涌电流要求较高的设备;类别A适用于对浪涌电流要求更高的设备;类别D是最高等级,通常用于对浪涌电流要求非常高的设备或系统。
二、浪涌防护等级的要求1. 类别C:适用于对浪涌电流要求较低的设备,如家用电器、办公设备等。
这类设备一般对于瞬态电压的承受能力较弱,对于浪涌电流的要求也相对较低。
因此,在设计和制造这类设备时,一般采用较简单的浪涌保护措施,如采用小型过压保护器或瞬态电压抑制器等。
2. 类别B:适用于对浪涌电流要求较高的设备,如工业自动化设备、通信设备等。
这类设备对于瞬态电压的承受能力较强,对于浪涌电流的要求也较高。
因此,在设计和制造这类设备时,一般采用较复杂的浪涌保护措施,如采用大型过压保护器、瞬态电压抑制器及线路滤波器等。
3. 类别A:适用于对浪涌电流要求更高的设备,如医疗设备、航空航天设备等。
这类设备对于瞬态电压的承受能力非常强,对于浪涌电流的要求也非常高。
因此,在设计和制造这类设备时,一般采用非常复杂的浪涌保护措施,如采用特殊材料的过压保护器、瞬态电压抑制器、线路滤波器以及专用的浪涌保护电路等。
4. 类别D:适用于对浪涌电流要求非常高的设备或系统,如电力变压器、发电机等。
这类设备或系统对于瞬态电压的承受能力非常强,对于浪涌电流的要求也非常高。
因此,在设计和制造这类设备或系统时,一般采用非常复杂和强大的浪涌保护措施,如采用特殊材料的过压保护器、瞬态电压抑制器、线路滤波器以及专用的浪涌保护电路等。
直流电源浪涌保护等级是用于评估和标识设备对电源系统中浪涌电压冲击的耐受能力。
这些等级通常按照国际电工委员会(IEC)发布的标准进行分类。
以下是一些常见的直流电源浪涌保护等级:
1.IEC 61000-4-5: 这是应用于低压直流电源系统的浪涌保护标准。
主要包括两个等级:类
别A和类别B。
其中,类别A适用于较高的浪涌电流和较严格的浪涌电压限制,而类别B则适用于相对较小的浪涌电流和松散的浪涌电压限制。
2.ITU-T K.44: 这是应用于通信设备的浪涌保护等级。
它根据设备所面临的不同浪涌电压水
平和波形特征,将其分为多个等级,如K.44-3、K.44-4、K.44-5等。
-STD-1275: 这是美国军用标准,用于评估军事车辆和舰船上的直流电源系统的浪涌
保护等级。
该标准包含多个等级,如A、B、C等级,每个等级都有不同的浪涌电压限制。
4.UL 1449: 这是美国安全标准,用于评估电力设备对电源系统中浪涌电压的保护能力。
该标准包含多个类别和等级,如类别C、类别D等,每个类别又细分为不同的等级,以满足不同应用需求。
这些直流电源浪涌保护等级旨在确保设备在电源系统发生浪涌电压冲击时仍能正常运行,并且不会受到损坏或故障。
具体采用哪种等级取决于设备所处的应用环境和要求。
企业和制造商可以参考相关标准,并根据设备的特性选择适当的浪涌保护等级来保护其设备免受电源系统中的浪涌电压影响。