หลักการของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

การแนะนำ

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) หรือที่รู้จักในชื่อ“เครื่องป้องกันฟ้าผ่า”or “อุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน”เป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้ในการป้องกันฟ้าผ่าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หน้าที่ของมันคือจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวในสายไฟและสายส่งสัญญาณให้อยู่ในช่วงที่อุปกรณ์หรือระบบสามารถรับได้ หรือเพื่อปล่อยกระแสฟ้าผ่าแรงลงสู่พื้น เพื่อปกป้องอุปกรณ์หรือระบบที่ได้รับการป้องกันจากความเสียหายจากการกระแทก .

ขอบเขตการใช้งานของ SPD ส่วนใหญ่เป็นการป้องกันพลังงานของระบบจ่ายไฟและจำหน่ายแรงดันต่ำและการป้องกันสายส่งสัญญาณของระบบข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์แบบแรกคือการระงับการรบกวนของพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าฟ้าผ่า (EMP-RRB- มาจากวงจรจ่ายไฟ และแบบหลังคือการระงับการรบกวน EMP emp ที่มาจากวงจรสัญญาณ วัตถุป้องกันทั้งสองคืออุปกรณ์ระบบข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์

องค์ประกอบ

ประเภทและโครงสร้างของกอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน แต่ควรมีองค์ประกอบจำกัดแรงดันไฟฟ้าไม่เชิงเส้นอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ได้แก่ วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (MOV) ไดโอดถล่มซิลิกอนหรือไดโอด TRANSORB ท่อเติมก๊าซ ฯลฯ

1) MOV เป็นเครื่องป้องกันไฟกระชากที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันความเสียหายร้ายแรงต่ออุปกรณ์ แต่ต้องใช้เวลาตอบสนอง ซึ่งหมายความว่าในช่วงเวลาที่สั้นมากของกระแสไฟสูงสุดอาจเข้าสู่อุปกรณ์ก่อนที่วงจรเกณฑ์จะเปิดใช้งานดังนั้นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่ออกแบบโดย MOV จึงไม่เหมาะที่จะปกป้องอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ปัจจุบันการออกแบบนี้ใช้ใน 90% ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในปัจจุบันในตลาด

2) ไดโอดถล่มหรือไดโอด TRANSORB ตอบสนองเร็วกว่า MOV และมีความไวต่อสภาวะชั่วคราว แต่ความจุสูงสุดขององค์ประกอบนี้ยังน้อยกว่าความจุ MOV ขนาดกลางมากเช่นกัน

3) ท่อเติมแก๊สมีเวลาตอบสนองนาน แต่สามารถดูดซับไฟกระชากได้จำนวนมาก และโดยทั่วไปได้รับการออกแบบให้เป็น“วิธีสุดท้าย”มาตรการระงับกระแสไฟกระชาก AC ป้องกันการเข้ามาของไฟกระชากที่ไม่ได้ถูกกรองออกไปในขั้นตอนก่อนหน้า

มันทำงานอย่างไร

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา'ซาอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก, อนุญาต'เริ่มต้นด้วยกระแสไฟกระชากไฟกระชากหรือที่รู้จักกันในชื่อ ไฟกระชาก ตามชื่อที่สื่อถึงนั้นอยู่เหนือแรงดันไฟฟ้าปกติของแรงดันไฟฟ้าเกินทันทีโดยพื้นฐานแล้ว ไฟกระชากคือชีพจรที่รุนแรงที่เกิดขึ้นในเวลาไม่กี่ล้านของวินาที และอาจเกิดจากอุปกรณ์หนัก ไฟฟ้าลัดวงจร สวิตช์ไฟ หรือเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ผลิตภัณฑ์ที่มีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะดูดซับพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อปกป้องอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจากความเสียหาย

ตามหลักการทำงาน อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถแบ่งออกเป็นประเภทสวิตช์ ประเภทจำกัดแรงดันไฟฟ้า ประเภทแบ่ง หรือประเภทโช้ค:

1) ประเภทสวิตช์: ทำงานเป็นอิมพีแดนซ์สูงเมื่อไม่มีแรงดันไฟเกินชั่วคราว แต่ทันทีที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟเกินชั่วคราวจากฟ้าผ่า อิมพีแดนซ์จะเปลี่ยนเป็นค่าต่ำกะทันหัน ทำให้กระแสฟ้าผ่าไหลผ่านได้อุปกรณ์ที่ใช้ในอุปกรณ์ดังกล่าว ได้แก่ Discharge Gap, ท่อเติมแก๊ส, ไทริสเตอร์ เป็นต้น

2) ประเภทจำกัดแรงดันไฟฟ้า: ทำงานเป็นอิมพีแดนซ์สูงเมื่อไม่มีแรงดันไฟเกินชั่วคราว แต่อิมพีแดนซ์จะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของกระแสกระชากและแรงดันไฟฟ้า และลักษณะกระแสและแรงดันไฟฟ้านั้นไม่เป็นเชิงเส้นอย่างยิ่งอุปกรณ์ที่ใช้ในอุปกรณ์ดังกล่าว ได้แก่ ซิงค์ออกไซด์ วาริสเตอร์ ไดโอดป้องกันแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว ไดโอดถล่ม ฯลฯ

3) ประเภทแยกหรือสำลัก

ประเภทสับเปลี่ยน: ขนานกับอุปกรณ์ป้องกัน โดยจะมีความต้านทานต่อแรงกระตุ้นฟ้าผ่าต่ำและมีความต้านทานสูงต่อความถี่ในการทำงานปกติแบบสำลัก: ต่ออนุกรมกับอุปกรณ์ป้องกัน จะมีอิมพีแดนซ์สูงต่อแรงกระตุ้นฟ้าผ่า แต่สำหรับความถี่การทำงานปกติจะมีอิมพีแดนซ์ต่ำอุปกรณ์ที่ใช้ในอุปกรณ์ดังกล่าว ได้แก่ คอยล์โช้ค ตัวกรองความถี่สูงผ่าน ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน และการลัดวงจรของความยาวคลื่นหนึ่งในสี่ส่วน