黃　灝楊 琳（.煙臺市氣象局，山東　煙臺　64003；.煙臺市萬盛雷電防護(hù)工程技術(shù)有限責(zé)任公司，山東　煙臺　64003）

淺談電涌保護(hù)器的小型化設(shè)計

黃灝1楊 琳2
（1.煙臺市氣象局，山東煙臺264003；2.煙臺市萬盛雷電防護(hù)工程技術(shù)有限責(zé)任公司，山東煙臺264003）

本文主要對多間隙放電管和熱保護(hù)型壓敏電阻TMOV的特性進(jìn)行了簡要介紹，并設(shè)計了兩種點火電路，實現(xiàn)了電涌保護(hù)器的小型化設(shè)計。

多間隙放電管；熱保護(hù)型壓敏電阻；方案

一、多間隙放電管的方案

（一）多間隙放電管的介紹

目前防雷市場上使用在第一級的電源電涌保護(hù)器（SPD），有相當(dāng)一部分是開關(guān)型電涌保護(hù)器（SPD）。盡管開關(guān)型電涌保護(hù)器（SPD）有通流能力大、殘壓低和使用壽命長等優(yōu)點，但是由于開關(guān)型電涌保護(hù)器（SPD）存在后續(xù)電流和點火電壓過高等問題，易出現(xiàn)燃燒、爆炸和不動作等事故和問題，特別是在通信行業(yè)造成了不良影響。多間隙放電管是采用新的設(shè)計理念和特殊的制造技術(shù)，將多個放電管串聯(lián)整合形成一個完整的放電管。多間隙放電管動作時，利用每級放電管的弧光壓降累加，使整體弧光壓降大于系統(tǒng)的最大持續(xù)工作電壓，從而達(dá)到無續(xù)流的目的。

（二）多間隙放電管的點火設(shè)計

由于多間隙放電管是采用多個放電管串聯(lián)，沖擊點火電壓會比單只放電管的沖擊點火電壓高很多，如果不解決點火問題，可能會在發(fā)生雷擊時多間隙放電管不動作。所以采用合理的點火電路，能夠保證充分發(fā)揮多間隙放電管的保護(hù)功能。多間隙放電管采用的點火電路如圖1所示。

（三）多間隙放電管的防雷電路設(shè)計

由于多間隙放電管的響應(yīng)時間與單只放電管相同，都存在有100-200 nS的延時，用于B、C級保護(hù)是沒有問題的。在用于板級防雷保護(hù)時，通常會采用組合電路來實現(xiàn)最佳的保護(hù)效果，常用的組合電路有：（1）多間隙放電管+退偶電感+壓敏電阻；（2）多間隙放電管+退偶電感+瞬態(tài)抑制二極管。目前正準(zhǔn)備在48V電源試用的電路示意圖。如圖2、圖3所示，電路采用的是兩款不同的多間隙放電管，下面分別介紹。圖2電路中采用的是單瓷管內(nèi)有3個間隙的多間隙放電管，在右邊照片中的多間隙放電管是6個間隙的放電管。這種多間隙放電管的優(yōu)點是外接電極少、點火電路簡單、可靠性高、體積小，生產(chǎn)工藝簡單，電路可以靈活搭配。缺點是對每個獨立間隙無法監(jiān)控。采用圖2所示保護(hù)電路，可以實現(xiàn)全模保護(hù)。（這個電路目前正在申請專利）。圖3電路采用的是6個放電管的串聯(lián)連接模式，每個放電管都是獨立的，采用特殊工藝焊接而成。這種多間隙放電管的優(yōu)點是可以對每個獨立間隙進(jìn)行監(jiān)控，缺點是點火電路復(fù)雜，在PCB板上直接生產(chǎn)加工難度較大、可靠性低，體積略大。

二、熱保護(hù)型壓敏電阻TMOV的方案

（一）熱保護(hù)型壓敏電阻TMOV的介紹

熱保護(hù)型壓敏電阻（TMOV）：是在不損壞溫度保險絲特性的情況下，在MOV內(nèi)部植入一個溫度保險絲用于防止因MOV失效而引起的事故。熱保護(hù)型壓敏電阻TMOV保護(hù)電路設(shè)計。因為TMOV是自帶短路保護(hù)，并且有整體的外殼封裝，所以在保護(hù)電路設(shè)計時，可以進(jìn)行緊湊排列，充分利用PCB板的布板空間。根據(jù)設(shè)計要求合理選用TMOV，能夠?qū)崿F(xiàn)利用小空間，滿足大通流。下面是3款TMOV的內(nèi)部電路示意圖，分別介紹一下各自的用途。圖4所示，這是一款雙壓敏的TMOV，在實際應(yīng)用中，這款TMOV既可以作為兩線共模保護(hù)使用，又可以作為兩只壓敏并聯(lián)使用。溫度保險絲TCO可為TMOV失效時，為聲光告警提供開關(guān)功能。圖5所示是一款具有遠(yuǎn)程無源遙信功能的TMOV，圖片中間顯示的小溫度保險絲就是專門作為遠(yuǎn)程無源遙信使用的。圖6所示是一款標(biāo)準(zhǔn)的TMOV，最適合采用多只并聯(lián)使用。目前，最簡單的TMOV是在引線型壓敏電阻的基礎(chǔ)上直接制作而成，對于我們實現(xiàn)電涌保護(hù)器小型化設(shè)計能夠起到非常大的幫助。TMOV的防雷設(shè)計方案與MOV的保護(hù)方案完全相同，只是不要單獨設(shè)計保護(hù)電路的保險絲，可以進(jìn)行緊湊密集的設(shè)計。

三、實現(xiàn)方案的關(guān)鍵

（一）模擬電路的驗證

采用模擬保護(hù)電路進(jìn)行方案驗證。需要通過試驗得到我們所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。并且需要在模擬保護(hù)電路后面帶上相關(guān)負(fù)載，觀察雷擊試驗后的實際效果。

（二）小型化設(shè)計方案

確定小型化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方案，盡量滿足設(shè)備通用。

（三）點對點實際應(yīng)用方案

根據(jù)設(shè)備需求進(jìn)行點對點的設(shè)計。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

[1]趙春偉.淺談電涌保護(hù)器設(shè)計原理及實際應(yīng)用[J].建材與裝飾旬刊，2011（11）：150-151.

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