开关电源,输入保护电路很重要,开关输入保护电路具有过流保护、过压保护以及浪涌抑制等功能,对于电网的电压冲击以及EMC等具有至关重要的作用。
输入浪涌电流:通常在开关电源启动时,可能需要输入端的主电网提供短时间的大电流脉冲,这种电流脉冲通常被称为输入浪涌电流。
雷击:雷电的入侵首先表现为过电压,当存在泄放通道时,产生电流。过电压有共模过电压和差模过电压两种类型。由于寄生电容的存在,雷电过电压击穿空气或在常压下绝缘的器件,形成强大的雷电流,造成设备损坏。
为了抑制雷电的影响,应在雷电能量进入设备前将能量泄放至大地。对于共模过电压,应在输入线与地之间安装防雷器件;对于差模过电压,应在输入火线和零线之间安装防雷器件。
1.保险丝
保险丝具有过流保护作用,一般选择保险丝时候实际的熔断电流要等于额定电流的1.5倍左右。
2.压敏电阻
当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻;当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时,流过它的电流激增,它相当于阻值无穷小的电阻。
压敏电阻,压敏电阻规格有07471、10471、14471等规格,具有浪涌抑制功能,因此这种电路有过压、过流保护功能,有些还具有防雷击保护。
3.NTC热敏电阻
在开关电源启动时,NTC电阻器处于常温,有很高的电阻,可以有效地限制电流;而在电源启动之后,NTC电阻器会由于自身散热而迅速升温至约110℃,电阻值则减少到室温时的十五分之一左右,减少了开关电源正常工作时的功率损耗。
热敏电阻采用的是负温度系数的,它的阻值随温度的升高为降低,它具有抑制电路的浪涌电流能力。
4.陶瓷气体放电管
当气体放电管两端施加的电压小于触发电压时,气体放电管为断路状态,基本无漏电流。当电压高于触发电压时,气隙被击穿,可认为短路。
陶瓷气体放电管与压敏电阻配合使用:由于放电管存在残留电压,如果选择残留电压较高的放电管(以满足最高输入电压的1.7倍),放电管的点火击穿电压也会很高,这可能对一些要求保护电压比较低的设备也起不到过压保护作用,为此可以选用残留电压比较低的放电管与压敏电阻串联使用,这样可以降低浪涌电压的门槛,同时放电管对压敏电阻也起到一定的保护作用(加到压敏电阻两端的电压相对变小了)。
此外,由于压敏电阻本身较大的寄生电容,导致它有较大的漏电流,而气体放电管漏电流很小,使得系统几乎没有漏电流。没有瞬变电压时,GDT将MOV与系统隔开,使得支路漏电流极低。
当过压时,由于放电管发电的压降很低,此时放电管放电,此时主要由压敏电阻起作用。干扰过去后又恢复截止状态将压敏电阻与大地隔开。如果压敏电阻在吸收浪涌能量过程出现短路失效,也可以通过气体放电管隔开。
另外,在通讯电路中,压敏电阻必须要与放电管串联起来使用,因为压敏电阻的分布电容非常大(几百PF到几千pF),而放电管的分布电容非常小(只有几pF),不会对信号造成短路。
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