在防浪涌电路中,压敏电阻和TVS管之间的电感

2019-04-13 15:31发布

在工业上使用保护器件防浪涌冲击,保护后级电路。
在这些防护器件中,气体放电管的特点是通流量大,但响应时间慢,冲击击穿电压高;TVS管的通流量小,响应时间最快,电压钳位特性最好;压敏电阻的特性介于两者之间。当一个防护电流要求整体通流量大,能够实现精细保护时,防护电路往往需要这几种防护器件配合起来实现比较理想。
压敏电阻与TVS管并联

为什么要使用电感

如果没有电感的时候,当进行浪涌测试时,电压突然变高,压敏电阻和TVS管被击穿进行钳位。从两者之间的特性来看,TVS管的响应速度是比压敏电阻更快的,在不加电感的时候,就会出现压敏电阻还没有响应,TVS管就开始响应了,这时TVS管就会烧坏。因为TVS管的通流量比较小。
加上电感时,因为电感对突变的电流有一定的抑制作用,所以可以当浪涌来时,使压敏电阻先工作,去抗来的一个高电压,然后留到后级电路的电压便是压敏电阻上面的残压,这是TVS管是完全可以接受这种电压的。

电感的参数选型

当然,也不是说随便一个电感就可以达到这种效果的,需要通过计算得出可以保证TVS管不坏的最小电感值,在根据相关条件,去选择电感的参数。
假设外部模拟浪涌波形为8/20us的冲击电流。测得在设置及通流量下压敏电阻的残压值为U1,查得TVS数据手册,得到在8/20us冲击电流作用下TVS管的最大通流量I1及最高钳位电压U2,8/20us冲击电流的波前时间T1 = 8us,半峰值时间T2 = 20us。则电感量的最小取值为:L = (U1-U2)*(T2-T1)/(I1/2)。其中电压的单位为V,时间单位为S,电流单位是A,电感单位为H。

电感选型其他需要注意的地方

  • 电感线圈应在设备的最大工作电流能够正常工作而不会过热
  • 尽量使用空心电感,带磁芯的电感在过电流作用回发生磁饱和,电路中的电感量只能以无磁芯时的电感量来计算 本知识点是通过查看《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》一书,并通过本身查找其他资料整理而来