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综合型电路保护可以防止过流、过热及过电压造成损坏

作者:  时间:2009-02-25 21:49  来源:
新型MOV的过热保护性能增强了,能够保护各种各样的小功率系统,防止过流、过热及过电压等造成损坏,其中包括雷击、静电放电(ESD)、中线断了、输入电压不正确和感应等。

  这些电路保护器件广泛地用于交流供电的设备,包括交流电源、LED照明系统、PLC网络转接器、移动电话充电器、交流/直流电源转换器(在输入电压为交流230 V时,最大输入为30A)、调制解调器的供电电源、交流保护模块、交流电表、以及各种家用电器。

  综合型保护器件可以减少组件数量

  在正常运作的情况下,加在MOV上的交流电压不会超过额定的最大交流电压有效值(VACRMS),而且,如果瞬变能量没有超过MOV的最大頧定值,MOV会把短时间的瞬变电压箝位在一个适当的电平上。然而,在异常的过电压/限流持续存在的情况下,例如中线断了,那么MOV的温度就有可能失控。

  为了保护MOV,防止它的发热过多、温度过高,往往使用热敏型断路(TCO)组件,把它与MOV串连起来。在常见的电网电压瞬变保护方案中,也可以用一个热敏保护组件,例如用一个熔断器来保护系统,防止因为电流过大、超过预定数值而造成损坏。

  电流过载和温度失控

  泰科电子的2Pro器件包含一个高分子聚合物正温度系数(PPTC)过流保护组件和一个MOV组件,它们构成过热保护器件,在电流过大时,可以实现可自复限流,在出现电压过载时,可以实现电压箝位。用这种综合型保护器件,可以帮助制造商达到工业试验的要求、减少组件数量、提高设备的可靠性。

  在通用的输入电压范围内,没有保护的普通MOV组件的最大交流额定电压275 V(有效值)。在中线断了的情况下,即使是在上游的电路中使用了熔断器或者功率电阻器,MOV可能会过热,造成不良后果。如图1所示,在最坏的情形下,由于中线断了,加在MOV上的电压会达到交流400 V,而不是交流230 V。在这种情况下,电流会无限止上升,在MOV没有保护的情况下,首先,它的电阻会下降到只有几欧姆,但是,由于在它上面流过的能量很高,它很可能损坏。如果在交流回路中返回到地的通路上,用一个器件来限制电流,由于MOV失灵也可能会过热。

 

  图1 由于中线断了,各种器件受到的影响

  2Pro器件中的PPTC组件可以防止温升失控,把压敏电阻器的表面温度保持在低于150℃,并且防止瞬变过电压引起2Pro器件的温度上升到不安全的温度。

  这种方法能够帮助制造商达到IEC 60950标准和IEC 60335标准的要求,按照IEC 61000-4-5标准对设备进行闪电测试后,仍然可以继续工作(图2)。此外,由于PPTC组件是与MOV串连的,不需要另外使用过流保护组件,从而降低了组件数量并且优化电路板的空间。

 

  图2 按照IEC61000-4-5 标准进行浪涌测试,得到2Pro LVM2P-015R10431器件的典型响应

  工作原理

  虽然加在MOV上的交流电压一般不会超过这个器件连续工作的最高额定电压,但是可能会出现过压瞬变,它会超出这个范围。2Pro器件中包含PPTC组件与MOV组件,在MOV长时间经受连续的电压过载的情况下,可以提高过流保护和过热保护的性能。

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