探討防雷器的幾個相關(guān)參數(shù)
2012-10-10 來源：智慧城市網(wǎng)
防雷器的作用是防止感應雷產(chǎn)品浪涌損害設(shè)備，是保護電子產(chǎn)品不可缺少的器件。隨著電子產(chǎn)品越來越多的應用到人們的生活，防雷器也越來越被大家所熟悉。實際上，電子系統(tǒng)的防雷保護還是一個比較新的領(lǐng)域，關(guān)于防雷器選擇應用中還有許多問題存在爭議。本文就防雷器的響應時間，多級防雷器的動作順序等問題做出講解。二、多級防雷器的動作順序
當單級防雷器不能將入侵的沖擊過電壓抑制到規(guī)定保護電平以下時，就要采用含有二級、三級或更多級非線性抑制元件的防雷器。
非線性元件Rv2和Rv2都是壓敏電阻，實用中RV1也可以使氣體放電管，Ｒv2也可以是穩(wěn)壓管或浪涌抑制二極管（TVS管）。兩極之間的隔離元件Zs可以是電感Ls或電阻Rs，若RV1和RV2的導通電壓分別是Un1和Un2，所選用的元件總是Un2>Un1。
有人認為，當入侵沖擊波加在X-E端子上時，總是級RV1先導銅，然后才是第二級。實際上，級或第二級先導通都是可能的，這取決于以下因素：
�。�1）入侵沖擊波的波形，主要是電流波前的聲速（di/dt）；
�。�2）非線性元件Rv1和RV2的導通電壓Un1和Un2的相對大小；
（3）隔離阻抗Zs的性質(zhì)是電阻還是電感，以及它們的大小。
當Zs為電阻Rs時，多數(shù)情況是第二級先導通。第二級導通后，當沖擊電流I上升到iRs＋Un2≥Un1是級才導通。級導通后，由于在大電流下級的等效阻抗比Rs加第二級的等效阻抗之和小得多。因而大部分沖擊電流經(jīng)級泄放，而經(jīng)第二級泄放的電流則要小得多。若級為氣體放電管，它導通后的殘壓通常低于第二級的導通電壓Un2，于是第二級截止，剩余沖擊電流全部經(jīng)級氣體放電管泄放。
若Zs為電感Ls，且侵入電流一開始的上升速度相當快，條件Ls（di/dt）＋Un2>Un1得到滿足,則級先導通。若級導通時的限制電壓為Uc1（1）,則以后隨著入侵沖擊電流升速（di/dt）的下降，當條件UC1（1）≥Ls（di/dt）＋Un2得到滿足時，第二級才導通。第二級導通后，將輸出端Y的電壓，抑制在一個較低的電平上。三、防雷器的響應時間
不少人錯誤地認為，響應時間是衡量防雷器保護性能的一個重要指標，制造廠也在其技術(shù)資料中列明了這一參數(shù)，但許多制造廠并不知道它的確切含義，也未進行過測量。一個流行的觀點是，在響應時間內(nèi)，防雷器對入侵的沖擊無抑制作用，沖擊電壓是"原樣透過"防雷器而作用在下級的設(shè)備上。這不符合防雷器的是工作情況，是錯誤的。
防雷器中對沖擊過電壓起抑制作用的非線性元件，按其工作機理可區(qū)分為"限壓型"（如壓敏電阻器、穩(wěn)壓二極管）和"開關(guān)型"（如氣體放電管、可控硅）。
氧化鋅壓敏電阻器是一種化合物半導體器件，其中的電流對于加在它上面的電壓的響應本質(zhì)上是很快的。
那么，以前的技術(shù)資料中所說的用壓敏電阻構(gòu)成的防雷器響應時間r≤25ns是怎么回事呢？
這是技術(shù)標準IEEEC62.33-1982[2]中定義的響應時間，它是一個用來表征"過沖"特性的物理量，與通常意義上的響應時間是完全不同的另外一個概念。為了說明這一點。
IEEEC62.3（6.3）電壓過沖（UOS）。在沖擊電流波前很陡、數(shù)值又很大時，測量帶引線壓敏電阻的限制電壓的結(jié)果表明，它大于以8/20標準波時的限制電壓。這種電壓增量UOS稱作"過沖"。盡管壓敏電阻材料本身對陡沖擊的響應時間有所不同，但差別不大。造成過沖的主要原因是在器件的載流引線周圍建立起了磁場，該此磁場在器件引線和被保護線路之間的環(huán)路中，或者在引線與模擬被保護線路的測量電路之間的環(huán)路感應出電壓。
在典型的使用情況下，一定的引線長度是不可避免的，這種附加電壓將加在壓敏電阻器后面的被保護線路上，所以在沖擊波波前很陡而數(shù)值又很大的條件下測量限制電壓時，必須認識到電壓過沖對于引線長度和環(huán)路耦合的依賴關(guān)系，而不能把過沖作為器件內(nèi)在的特性來看待。近幾年來發(fā)表的國際電工委員會關(guān)于防雷器的技術(shù)標準IEC61643-1和IEC6163-21都沒有引入響應時間這一參數(shù)：IEEE技術(shù)標準C62.62-2000[]更明確指出，波前響應的技術(shù)要求對防雷器的典型應用而言是沒有必要的，可能引起技術(shù)要求上的誤導，因此如無特別要求，不規(guī)定該技術(shù)要求，也不進行試驗、測量、計算或其他認證。這是因為：
�。�1）對于沖擊保護這一目的而言，在規(guī)定條件下測得的限制電壓，才是十分重要的特性。
（2）防雷器對波前的響應特性不僅與防雷器的內(nèi)部電抗以及對沖擊電壓起限制作用的非線性元件的導電機理有關(guān)，還與侵入沖擊波的上升速率和沖擊源阻抗有關(guān)，連接線的長短和接線方式也有重要影響。
筆者認為，對于電源保護用防雷器，以下三項技術(shù)指標是重要的：①限制電壓（保護電平）；②通流能力（沖擊電流穩(wěn)定性）；③3連續(xù)工作電壓壽命。另外還有很多參數(shù)：比如防雷器的工作電壓、保護水平、放電電流等，這些參數(shù)行外人士可能不是很明白，所以大家選擇防雷器的時候一定要多注意，選擇正規(guī)的、合適的防雷產(chǎn)品。
