浪涌防护,保护电气线路安全

阅读次数:213     发布时间:2021-05-21

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浪涌保护器的关键性作用

浪涌对电路的影响包括浪涌电流和浪涌电压,是指电路之中超过正常工作电压和电流的现象。在工业通信领域之中,既有雷电过电压和雷电落下引起的感应雷浪涌,也有电力系统开关操作引起的浪涌(特别是重感性负载)。这些浪涌产生的暂态过电压和过电流会导致数据总线通信网络瘫痪,甚至使元件发出错误的信号,这将给用户带来巨大的损失。

首先了解几种典型的暂态扰动:从表中可以看出,浪涌能量最大,过电流最大,所以危害也最大。

浪涌有两种类型:共模和差模。雷电或大电流开关产生的浪涌一般为共模;差模浪涌通常是由于高压线经过数据电缆邻近,数据电缆与高压线间的绝缘不良而引起的,在数据通信网络之中会长期稳定。光耦或磁耦合器的标称耐压为共模,即从后端到后端的耐压。如果耐压超过这个极限,后端和前端将一起烧毁;元件不会承受标称差模耐受电压。差模耐压能力由电路设计决定。如果差模电压超过电路承载范围,前端会烧坏,后端不会烧坏。


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防浪涌电路通常分为:隔离方法和规避方法

母线浪涌保护方案有两种:采用分立元件构建或采用集成模块。

许多应用需要满足IEC61000-4-2静电放电4级和IEC61000-4-5浪涌抗扰度4级的要求。一般收发器ESD,浪涌保护级别较低,如ctm1051m隔离can接收器隔离电压为2500vdc,裸露金属外壳,ESD,浪涌电平低,因此有必要增加周围电路。

隔离方法:采用光耦合器或磁耦合器来分离输入输出信号。这种隔离方法只能抑制共模浪涌,而不能抑制差模浪涌。

规避方法:将主设备接地连接在一起形成单点接地,一旦出现浪涌,就可以安全地传递浪涌能量,此外,还需要增加一些浪涌抑制装置,主要是TVs管,变阻器、气体放电管。

如果将隔离方法与规避方法相结合,可以更好地保护系统。一方面,规避装置可以抑制浪涌保护隔离装置,还可以抑制母线之上产生的差模浪涌。隔离装置抑制共模浪涌,保护主要设备。两者相辅相成,可以更好的保护总线设备。

GDT置于后端,提供一级保护。当雷击和浪涌发生时,GDT会瞬间达到低阻状态,为瞬时大电流提供放电通道,并连接can_uuh、can_uuuu,L间的电压钳制在20v超过。实际值可根据保护等级和设备成本进行调整。R3、R4推荐采用PTC,D1~D6推荐采用快恢复二极管。

如果设备参数不合适,很容易引起电磁兼容问题。有没有更简单的保护设计?答案是肯定的。可选用专业的信号浪涌抑制器sp00s12,用于各种信号传输系统之中,抑制雷击、浪涌、过电压等有害信号,保护设备的信号端口。采用ZLG全隔离CTM或SC系列隔离can收发器,可以大大提高产品的集成度,同时大大缩短开发周期。

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