什么是浪涌保护器SPD

浪涌保护器（SPD），也称为电涌保护器，是为各种电子设备，仪器和通信线路提供安全保护的电子设备。当由于外部干扰在电路或通信电路中突然产生尖峰电流或电压时，浪涌保护装置可以在很短的时间内传导和分流，以防止浪涌损坏电路中的其他设备。

什么是浪涌，它们来自哪里，以及未受保护的装置可能发生什么样的损坏。下面地凯科技给大家科普一波

一、简介

地凯科技电涌保护装置（SPD）是电子设备防雷中不可或缺的设备。浪涌保护装置的功能是将渗透到电源线和信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统可以承受的电压范围内，保护被保护设备或系统免受冲击和损坏。SPD适用于交流50/60HZ，额定电压220V/380V供电系统。

雷电放电可能发生在云之间或云内部，或云与地面之间。此外，使用大量大容量电气设备引起的内部浪涌会影响供电系统和电气设备。

云层和地面之间的雷电放电由一次或多次单独的雷击组成，每次雷击都携带许多振幅高、持续时间短的电流。典型的雷电放电将包括两次或三次雷击，每次的时间间隔约为二十分之一秒。大多数雷电流落在 10，000 到 100，000 安培的范围内，它们的持续时间通常小于 100 微秒。

在供电系统中使用大容量设备和变频设备带来了日益严重的内部浪涌问题。我们将其归因于瞬态过电压（TVS）的影响。任何电气设备都有允许的电源电压范围。有时，即使是非常窄的过电压浪涌也会损坏设备的电源或所有电源。这是瞬态过电压（TVS）的破坏性影响。特别是对于一些敏感的微电子器件，有时小浪涌可能会造成致命的损坏。

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二、特点

1保护流量大，残压极低，响应时间快;

2.采用最新的灭弧技术，完全避免火灾;

3.采用温控保护电路，内置热保护;

4.带电源状态指示，指示电涌保护器的工作状态;

5.结构严谨，稳定可靠。

三、地凯科技浪涌保护器主要参数

1.标称电压Un：被保护系统的额定电压匹配。此参数指示应选择的保护程序类型。它标志着交流或直流电压的有效值。

2.额定电压Uc：可长时间施加到保护器指定端而不引起保护器特性变化和保护元件激活的电压的最大有效值。

3.额定放电电流Isn：将波形为8/20μs的标准雷波施加到保护器上10次时，保护器可以承受的最大脉冲电流峰值。

4.最大放电电流Imax：当对保护器施加波形为8/20μs的标准雷波进行一次冲击时，保护器可以承受的最大脉冲电流峰值。

5.电压保护等级Up：保护器在以下测试中的最大值：闪络电压斜率为1KV/μs;额定放电电流的残余电压。

6、响应时间tA：主要反映保护器中特殊保护元件的动作灵敏度和击穿时间。一定时间段内的变化取决于du/dt或di/dt的斜率。

7.数据传输速率Vs：表示一秒传输多少比特，单位：bps。它是数据传输系统中正确选择防雷装置的参考值，防雷装置的数据传输速率取决于系统的传输方式。

8.插入损耗Ae：在给定频率下插入保护器前后的电压之比。

9.回波损耗Ar：表示前波在保护器件（反射点）反射的比例，是直接衡量保护器件是否与系统阻抗兼容的指标。

10.最大纵向放电电流：指将波形为8/20μs的标准雷电波施加到地面一次时，保护器可以承受的最大脉冲电流的峰值。

11.最大横向放电电流：是指在线路与线路之间施加波形为8/20μs的标准雷电波时，保护器可以承受的最大脉冲电流的峰值。

12.在线阻抗：指在标称电压Un经保护器的电路阻抗和电感之和。通常称为“系统阻抗”。

13.峰值放电电流：有两种类型：额定放电电流Isn和最大放电电流Imax。

14.漏电流：指在标称电压Un为75或80的情况过保护器的直流电。

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四、基本电路

电涌保护器的电路根据不同的需要有不同的形式。基本组件是上述组件。熟练的防雷产品研究人员可以设计各种电路。根据电路系统的差异，主要有三种SPD电路：单相，TN-C和TN-S。

五、主要组成部分

1 火花间隙

它通常由两根暴露在空气中的金属棒组成，由一定的间隙隔开。其中一根金属棒连接到所需保护设备的电源相线L1或中性线（N）。另一根金属棒连接到接地线（PE）相连接。当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，并将一部分过电压电荷引入地面，避免了被保护设备上的电压增加。两根金属棒在火花隙中的距离可以根据需要进行调整，结构相对简单，但缺点是灭弧性能差。改进的火花隙是角间隙。其灭弧功能优于前者。它依靠电路的电力F和热气流的上升效应来熄灭电弧。

2 气体放电管

气体放电管（GDT）由一对彼此分离并封装在充满某种惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管中组成。为了提高放电管的触发概率，放电管内有辅助触发剂。这种充气放电管有两极型和三极型。

气体放电管的技术参数主要包括直流放电电压Udc;脉冲放电电压上行（通常为上≈（2~3）Udc;工频耐受电流In;冲击耐受电流Ip;绝缘电阻R（>109Ω））;电极间电容（1-5PF）。

气体放电管可在直流和交流下使用。所选直流放电电压Udc如下：

直流下：Udc≥1.8U0（U0是线路正常运行的直流电压）

交流下：U dc≥1.44Un（Un是线路正常运行的交流电压的有效值）

3 金属氧化物压敏电阻

它是一种以ZnO为主要成分的非线性电阻金属氧化物半导体。当施加到两端的电压达到一定值时，电阻对电压非常敏感。其工作原理相当于多个半导体P-N的串并联，压敏电阻的特点是非线性特性好（I=非线性系数α单位为CUα），电流容量大（~2KA/cm2），正常漏电流低（10-7~10-6A），残余电压低，对瞬时过压的响应时间快（~10-8s），没有续流。

4 瞬态电压抑制（TVS）二极管

TVS二极管具有钳位和限制电压的功能。它在反向击穿区域工作。由于其低钳位电压和快速动作响应，特别适合用作多级保护电路中的最后几级保护元件。抑制二极管在击穿区的伏安特性可以用以下公式表示：I=CUα，其中α是非线性系数，齐纳二极管α=7~9，雪崩二极管α=5~7

5 扼流线圈

扼流线圈是以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件。它由两个相同尺寸和相同匝数的线圈对称缠绕在同一铁氧体环形磁芯上，形成一个四端子器件。它必须抑制共模信号的大电感，而差模信号的小漏感几乎没有影响。在平衡线路中使用扼流线圈可以有效抑制共模干扰信号（如雷电干扰），而不影响线路上差模信号的正常传输。

审核编辑黄宇