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防雷知识

检测TVS管和放电管已经成型产品

发布时间:2009-11-17 14:59:53 发布人:本站

    TVS管和放电管元件级检测由生产厂家负责,包括出厂质量检测、国家相关部门质量检测。
    TVS管和放电管用到避雷器中后,质量检测由避雷器生产商负责,在生产过程中已经考虑到应用场合,所以,经销商通常是不测试的,使用时造成系统故障更换即可,而且也没有必要进行测试。

     防雷元件的定义.对新手熟悉防雷电路不错
     瞬变电压抑制二极管TVS是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率,它的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压箝制在预定水平,其响应时间仅为10-12秒,因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
放电管2R/3R陶瓷放电管
     陶瓷气体放电管是在放电间隙内充入适当的惰性气体介质。配以高活性的电子发射材料及放电引燃机构,通过贵金属焊料高温封接而成的一种特殊的金属陶瓷结构的气体放电器件。它可用于瞬间过电压防浪涌,也可用作点火。其高阻抗、低极间电容和高耐冲击电流是其它放电管所不具备的。当线路有瞬时过电压窜入时,放电管被击穿,阻抗迅速下降,几乎是短路状态。放电管将大电流通过线路接地或回路泄放,也将电压限制在低电位,从而保护了线路及设备。当过电压浪涌消失后,又迅速的恢复到≥109的高阻状态,保证线路的正常工作。
    半导体放电管(也称固体放电管)是一种PNPN组件,它中以被看作一个无门电极的自由电压控制的可控硅,当电压超过它的断态峰值电压(或称雪崩电压)时,半导体放电会将瞬态电压箝制到组件的开关电压(或称转折电压)值之内。电压继续增大时,半导体放电管由于负阻效应进入导通状态,只有在当电流小于维持电流时,组件才复位并恢复到它的高阻抗状态。
二、特 点:
    1.可控硅结构,性能优越于气体放电管,压敏电阻及TVS二极管;2. 雷电防护,瞬间过电压防护,无限重复,快速响应(1纳秒);3. 启动电压范围5V- 550V,瞬间冲击电流50A- 3000A; 4. 无极性,双向浪涌保护、对浪涌有良好的吸收性; 5. 具有单芯片、双芯片及三芯片3端子平衡型;6. 有表面安装型(DO-214AA)。 
三、应 用:
    1. 电话机、传真机、通讯接口、调制解调器;2.资料线路保护,配线架保安单元,程控机用户电路,SLIC电路,ISDN等;3. 通讯接口(RS232/485/488)防护。4.典型应用: P0300EA P0080EA 通讯接口(RS232/485/488)防护
P0640EA P0641SA SLIC,TI/EI防护
P2300EA ISDN防护
P2600EA P3100EA P3500EA 电话机、传真机、调制解调器的防护
P1001SC 程控机用户电路
P3203AB 通讯发射设备防雷
四:选 型
     1. VDRM――最大断态峰值电压 VDRM必须大于被保护电路的最大工作电压。2. VS――开关电压 VS必须小于被保护所允许的瞬间峰值电压。3. IPP――最大瞬间峰值电流 IPP必须大于通讯设备标准的规定
压敏电阻
     压敏电阻定义:ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件,在正常电压条件下,这相当于一只小电容器,而当电路出现过电压时,它的内阻急剧下降并迅速导通,其工作电流增加几个数量级,从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏,它的伏安特性是对称的。
     我国规定压敏电阻用字母“MY”表示,如加J为家用,后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。
   1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10-9000V不等。可根据具体需要正确选用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp为电路额定电压的峰值。VAC为额定交流电压的有效值。ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V,则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5× ×220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V之间。
   2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过± 10%时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命,ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20KA的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
快恢复二极管(FRD)、超快恢复二极管(SRD)
     快恢复二极管FRD(Fast Recovery Diode)是近年来问世的新型半导体器件,具有开关特性好,反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管SRD(Superfast Recovery Diode),则是在快恢复二极管基础上发展而成的,其反向恢复时间trr值已接近于肖特基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器(PWM)、不间断电源(UPS)、交流电动机变频调速(VVVF)、高频加热等装置中,作高频、大电流的续流二极管或整流管,是极有发展前途的电力、电子半导体器件。
1.性能特点
(1)反向恢复时间
     反向恢复时间tr的定义是:电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图1所示。IF为正向电流,IRM为最大反向恢复电流。Irr为反向恢复电流,通常规定Irr=0.1IRM。当t≤t0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压,因此正向电流迅速降低,在t=t1时刻,I=0。然后整流器件上流过反向电流IR,并且IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。
(2)快恢复、超快恢复二极管的结构特点
     快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同,它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I,构成P-I-N硅片。由于基区很薄,反向恢复电荷很小,不仅大大减小了trr值,还降低了瞬态正向压降,使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降约为0.6V,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小,使其trr可低至几十纳秒。 20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看,可分成单管、对管(亦称双管)两种。对管内部包含两只快恢复二极管,根据两只二极管接法的不同,又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C 20-04型快恢复二极管(单管)的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型(共阴对管)、MUR1680A型(共阳对管)超快恢复
二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装,主要技术指标见表1。
     几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安~几千安)的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。
2.检测方法
(1)测量反向恢复时间
     量电路如图3。由直流电流源供规定的IF,脉冲发生器经过隔直电容器C加脉冲信号,利用电子示波器观察到的trr值,即是从I=0的时刻到IR=Irr时刻所经历的时间。
设器件内部的反向恢电荷为Qrr,有关系式
trr≈2Qrr/IRM (5.3.1)
由式(5.3.1)可知,当IRM 为一定时,反向恢复电荷愈小,反向恢复时间就愈短。 (2)常规检测方法
     在业余条件下,利用万用表能检测快恢复、超快恢复二极管的单向导电性,以及内部有无开路、短路故障,并能测出正向导通压降。若配以兆欧表,还能测量反向击穿电压。
     实例:测量一只C90-02超快恢复二极管,其主要参数为:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同图(a)。将500型万用表拨至R×1档,读出正向电阻为6.4Ω,n′=19.5格;反向电阻则为无穷大。进一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。证明管子是好的。
注意事项:
(1)有些单管,共三个引脚,中间的为空脚,一般出厂时剪掉,但也有不剪的。
(2)若对管中有一只管子损坏,则可作为单管使用。
(3)测正向导通压降时,必须使用R×1档。若用R×1k档,因测试电流太小,远低于管子的正常工作电流,故测出的VF值将明显偏低。在上面例子中,如果选择R×1k档测量,正向电阻就等于2.2kΩ,此时n′=9格。由此计算出的VF值仅0.27V,远低于正常值(0.6V)。

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