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标签:浪涌电压保护器
摘要:随着工业智能化与消费电子精细化的快速发展,现代设备对电网供电的稳定性与纯净度提出了更高要求。相较于传统设备,新一代设备内部电路更精密,抗干扰能力较为脆弱,而交流电源线引入的干扰已成为诱发设备故障的主要原因之一。这类干扰造成的损坏极具隐蔽性,可能表现为偶发的数据丢失、信号失真等隐性问题;也可能引发严重故障,导致设备控制器、电源系统、工业控制设备、CATV设备、电信基站、光伏逆变器等各类电子产品直接损坏。
随着工业智能化与消费电子精细化的快速发展,现代设备对电网供电的稳定性与纯净度提出了更高要求。相较于传统设备,新一代设备内部电路更精密,抗干扰能力较为脆弱,而交流电源线引入的干扰已成为诱发设备故障的主要原因之一。这类干扰造成的损坏极具隐蔽性,可能表现为偶发的数据丢失、信号失真等隐性问题;也可能引发严重故障,导致设备控制器、电源系统、工业控制设备、CATV设备、电信基站、光伏逆变器等各类电子产品直接损坏。
交流电源线上的干扰形式多样,包括瞬态电压、浪涌、尖峰电压、干扰脉冲等,但其本质均为电网中的电压异常波动。要设计出高效可靠的保护电路,从根源上规避这类干扰风险,关键在于深入理解其特性,并掌握各类主流保护器件的工作原理与适用场景。
目前,适用于电源输入线路的保护器件种类繁多,其中最常见的过压保护方案有金属氧化物压敏电阻(MOV)、大功率瞬态电压抑制二极管(TVS)与气体放电管(GDT)是最为常见的过电压保护方案。MOV、TVS、GDT这3种保护较常用,为给电子设备更好防护将重点探讨一种创新的保护思路:采用硅基撬棍器件——SIDACtor保护晶闸管,作为交流电源线的主过电压保护核心器件,为精密设备构建更可靠的供电防护屏障解决方案。
一、GDT、P1900MEL、MOV、TVS四种浪涌电压保护器优缺点对比

浪涌保护器件可分为撬棒型(如气体放电管和SIDACtor)与钳位型(如TVS、MOV)两大类。钳位型器件响应快,但电流承载能力有限,且其钳位电压随电流增大而升高,可能对受保护电路产生较高电应力。相比之下,撬棒型器件在导通时两端电压极低,能将瞬态能量旁路分流泄放,从而承受更高的浪涌电流,并降低电路所受应力。
在交流电源保护中,SIDACtor器件具备良好的兼容性。它可在交流信号的每个半周期过零点自动复位,适用于交流线路的保护设计。需注意,该器件不适用于大电流直流端口,除非与TVS或MOV串联使用,且后者的击穿电压需不低于直流最大电压
华悦芯P1900MEL属于SiDActor保护晶闸管,采用可控硅架构,为泄流型保护器件。其核心优势在于低导通电压(工作时电压<30V)、高浪涌耐受(5kA@8/20μs)、精准的断态电压(155V),且在AC线路中可借助电压过零点自动复位,无磨损机制,适用于长期、重复浪涌防护场景。
·应用场景:CATV网络90V正弦波供电的放大器电源端口,需同时防护浪涌干扰并避免影响RF信号传输。

·选型理由:CATV电源峰值电压为90V×1.414≈127V,P1900MEL的断态电压(155V)远高于该峰值,可确保正常工况下不误触发;其低寄生电容特性可减少对RF信号的干扰。
·保护方案:采用“保险丝+ P1900MEL”拓扑,电感需满足快速饱和且耐受高压浪涌,以保证CATV网络的插入损耗与反射损耗符合要求
·保护效果:当浪涌电压超过220V(Vs)时,P1900MEL快速导通,将电压钳位至<30V,通过泄流保护放大器;浪涌结束后,借助AC过零点自动复位,恢复正常工作状态。
·应用场景:对钳位电压敏感的工业控制设备AC输入端口,需降低浪涌钳位电压并减少漏电流。
·保护方案:将P1900MEL与MOV(如20D271K)串联,前端加入保险丝。该组合可使整体钳位电压显著降低(例如从MOV单独使用时的900V以上降至约425V)。

·优势:MOV可降低浪涌后的AC续流(从278A降至43.2A)保护P1900MEL;同时组合方案漏电流远低于单独MOV,满足设备低功耗要求。
·应用场景:户外电信基站220V AC电源输入端口,需长期耐受雷击与电网操作过电压,保障不间断运行。
·选型理由:通过P1900MEL与MOV串联,使组合导通阈值匹配电源峰值电压(约311V);其5kA浪涌耐受能力覆盖常见二级浪涌风险,无磨损机制适合户外长期使用。
·保护方案:采用“保险丝+ P1900MEL + MOV +共模电感”多级拓扑,共模电感抑制共模浪涌,串联结构实现低钳位电压,保险丝提供短路保护

保护效果:将雷击浪涌钳位电压从单独MOV的900V以上降至450V以内,浪涌结束后借助AC过零点自动复位,无人工维护需求,保障基站供电连续性。
相较于GDT、MOV和TVS,华悦芯P1900MEL器件特性在残压控制、可靠性、使用寿命及低干扰方面表现突出,尤其适用于交流线路的浪涌防护。其典型应用已覆盖CATV网络、工业控制、电信基站、UPS配电网、汽车充电系统等领域,无论是单独使用还是与MOV组合,均可实现高效、稳定的浪涌保护,适用于户外、车载等苛刻环境,且无需频繁维护更换,为用户提供持久可靠的防护解决方案。
文章来源宁波铨芯电子www.quanxindz.com
| 型号 | 厂商 | 价格 |
|---|---|---|
| EPCOS | 爱普科斯 | / |
| STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
| STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
| STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
| STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
| STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
| STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
| STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
| STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
| N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |