充氣浪涌放電器

充氣浪涌放電器

大得多的瞬變電流可由各種氣體放電抑制器進(jìn)行處理。在這類抑制器中，兩個(gè)或更多的電極在密封的高壓情性氣體環(huán)境里被精確地設(shè)置了間距。當(dāng)放電器兩端電壓超過起弧電壓時(shí)，電極之間首先發(fā)生電離輝光放電。隨著電流的增大，會(huì)發(fā)生電弧放電，這就為所有的內(nèi)部電極之間提供了一條低阻抗的通道。在此模式下，放電器有一條電壓幾乎恒定的傳導(dǎo)路徑，典型的電弧壓降是25V，放電器的特性見圖1.2.7。注意到其特點(diǎn)是高起弧電壓和低電弧壓降。

當(dāng)沖擊電壓到來時(shí)，放電器電極僅維持很小的電壓，有效地短路電源適配器。此工作模式的內(nèi)部損耗很小，一個(gè)相當(dāng)小的器件也能承擔(dān)兒千安培的電流。使用這種類型的抑制器，保護(hù)作用不是把能量消耗在器件的內(nèi)部而是器件的短路作用，短路迫使瞬變能量消耗在電力線和濾波器的串聯(lián)電阻上。

充氣浪涌放電器的一個(gè)缺點(diǎn)是其對(duì)過壓應(yīng)力的反應(yīng)速度相對(duì)慢。等離子體的形成過程是相當(dāng)慢的，而起弧電壓與dv／dt有關(guān)。如圖1.2.8所示，一個(gè)典型的270V裝置中起弧電壓是dv／dt的函數(shù)，這種效應(yīng)在瞬變尖峰沖擊速率為10V／us時(shí)是非常明顯的，因此，對(duì)快速瞬變過程來說，充氣浪涌放電器必須有濾波器或快速反應(yīng)的鉗位裝置的支持。

充氣浪涌放電器一個(gè)主要的缺點(diǎn)是當(dāng)瞬變過程結(jié)束時(shí)仍有維持導(dǎo)通的傾向。在交流電供電時(shí)，當(dāng)供電電壓在半個(gè)周期之末降到弧壓降以下時(shí)，氣阻塞作用應(yīng)正?；謴?fù)。然而，交流電源適配器內(nèi)阻非常小，如果電流超過了器件的額定電流值，那么高的內(nèi)部溫度將阻止正常的電弧消失，因此會(huì)維持器件導(dǎo)通。澳大利亞電源適配器在瞬變結(jié)束后，由交流電源適配器供給的后續(xù)電流將會(huì)很快地?fù)p壞放電器。因此，有必要在電力線上安裝某種限流器與這類放電器一同使用，限流器可選用速斷型熔斷器或快速響應(yīng)的電磁式斷路器。

很多廠商和設(shè)計(jì)人員提倡給充氣管串聯(lián)一個(gè)限制電阻。這將減小充氣管受到?jīng)_擊后的后續(xù)電流，這種技術(shù)滿足了限制后續(xù)電流和使等離子體在供電電壓過零點(diǎn)時(shí)消失的要求。然而，這種串聯(lián)的電阻又使瞬變抑制的性能減弱，即使一個(gè)很小的（如0。30）電阻在3000A（EEE587標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大電流沖擊情況下）也將產(chǎn)生1000V的電壓降。比起配上串聯(lián)電阻，作者更傾向于依靠濾波器和外部電路電阻來限制抑制器電流，這保留了充氣管器件極好的鉗位能力。對(duì)于有更大應(yīng)力的場(chǎng)合，如果充氣管器件保持導(dǎo)通，那么快速斷路器或熔斷器將會(huì)后面斷開電力線路的輸入。

在本書寫作之時(shí)，充氣浪涌放電器仍處于開發(fā)階段，人們正在開發(fā)許多有創(chuàng)意的技術(shù)來改善它的工作性能。

交流濾波器和瞬變抑制器的組合使用

如上文所提及的，各種瞬變抑制器有限制的電流容量。

因?yàn)榻涣髯杩箻O低，通常有必要引入限制電阻與電力線串聯(lián)來減小分流連接抑制器所受的應(yīng)力。這也使電壓鉗位作用更有效。

盡管串聯(lián)限制可由分立元件的電阻提供，但為了效率應(yīng)該使用電感。如果使用電感，也就同時(shí)為瞬變抑制電路提供了附加濾波功能，這是有利的。它將有助于限制線載噪聲和濾除電源適配器產(chǎn)生的噪聲。此外，繞組的電阻和電感能提供必須的串聯(lián)阻抗來限制題變電流，達(dá)到有效的瞬變抑制效果。因此，瞬變抑制通常會(huì)與電源適配器所需的典型EMI噪聲濾波電路結(jié)合使用。