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电源适配器雷击浪涌的设计思考
发布时间:2022-04-21 15:30:20 浏览次数:568 作者:admin 返回列表

浪涌是户外电源的最大天敌,也是最不可控的一环,纵使我们对电源进行了多方位的测试,以及较高等级的浪涌测试,但仍然敌不过实际环境中的自然雷击浪涌。

电源雷击浪涌失效情况主要表现为:户外电源适配器(电源供应器装置)的输入保险丝、共模电感、浪涌保护器件和开关管全部失效。保险丝熔断、共模电感开路、电解电容漏液起包,开关MOS管击穿。

这类失效分析没有特别的思路,只能在设计时充分考虑到应用环境。选择较高等级规格的器件,并在电源适配器的市电输入端使用一级防护模块。市电先经过一级雷击防护模块后再接入电源适配器。

在多级防护的条件下,雷击浪涌保护模块和电源中的压敏电阻匹配协调也是重要的考虑因素。这些压敏电阻必须合理匹配,以便在驱动电源中使用较小的压敏电阻,浪涌保护模块中使用较大的压敏电阻。如果电源中的压敏电阻电压额定值较低,它将首当其冲拦截瞬态过电压,因为它可能会首先工作,这可能导致灾难性故障失效。

设计工程师必须考虑足够的线路阻抗,以引导大部分浪涌电流通过一级防护的防雷器件,并将通过二级防护里压敏电阻的浪涌电流限制在浪涌额定值范围内。

1)  一级防护里防雷器件和二级防护里的压敏电阻要匹配,以便让大部分浪涌电流在一级防护里得到泄放。

2)  最大连续工作电压的选择,要满足:一级防护的触发电压小于二级防护的触发电压,让一级防护里的防雷器件先工作。

3)  增大一级防护电路里串联电感的电感量,以便让一级防护里防雷器件吸收更多的浪涌能量。

 

我们经常遇到一个问题:为了避免雷击浪涌,选择了较高电压的防雷器件,这样通过二级防护的残于电压过高,反而更容易导致后端器件的损坏。虽然雷击浪涌保护模块吸收了大部分浪涌能量,但仍然有剩余能量进入电源适配器(电源装置),造成内部元器件损坏。为了尽量减少损坏,电源适配器应与前段的一级防护模块相匹配,以减少进入电源适配器的能量。

所以良好的器件匹配能够实现更好的保护功能,同时降低器件损坏的可能性,器件的合理化选择是工程师在电源设计初期就要认证考虑的部分。


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