电感器、电阻器和电线如何保护电路

编码器类型 伺服电机编码器 旋转编码器

电感、电阻、导线本身不是保护器件,但通过几种不同保护器件的组合,可以起到保护电路的作用。

在保护器件中,气体放电管的特点是通量大,但响应时间慢,冲击击穿电压高;

TVS管磁通流量小,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,当一个保护电路需要较大的整体磁通来实现精细保护时,保护电路往往需要这些保护器件的配合才能达到更理想的保护特性。

但是,这些保护装置不能并行使用。例如,假设一个高通量压敏电阻和一个低通量 TVS 管直接并联。那样的话,TVS管会在过流的作用下首先损坏,无法发挥高磁通压敏电阻的优势。因此,几种保护器件配合使用的场合往往需要电感、电阻、导线等,不同的保护元件之间进行配合。以下是对这些组件中的每一个的介绍。

电感

在串联直流电源保护电路中,馈线上不宜有较大的压降,极间电路可采用空心电感。

电感器、电阻器和电线如何保护电路

电感用于实现两级保护器件。

电感所起的作用:当保护电路达到设计吞吐量时,TVS上的过流不应达到TVS管的最大吞吐量,所以电感需要为雷电过流提供足够的限流能力。

在电源电路中,电感设计要考虑几个问题。

1、电感线圈在流过设备全工作电流时应正常工作,不会过热。

2、尽量使用空心电感。有磁芯的电感在过电流的情况下会变得磁饱和,电路中的电感只能计算为没有磁芯的电感。

3、线圈尽量单层绕制。这可以降低线圈的寄生电容,同时可以提高线圈对瞬态过电压的耐受性。

4、在绝缘层上绕制电感线圈导线应有足够的粗细,以保证在击穿短路时不发生线圈匝间的瞬态过电压效应。

在电源端口的保护电路设计中,电感通常取7~15uH的值。

 

反抗

在信号线路中,线路串联元件对高频信号的抑制要尽量少,以便极间配合可以使用电阻。

电感器、电阻器和电线如何保护电路

使用电阻器实现两级保护装置

电阻器的作用应与电感器的作用相同。以上图为例,阻值计算如下:测出空气放电管冲击击穿电压值U1,查看TVS器件手册得到最大TVS管8/20us浪涌电流通量I1,最高TVS管钳位电压U2,阻值最小值为:R≥(U1-U2)/I1。

在信号线中,使用电阻要注意几个问题。

1、电阻器的功率要足够大,以免在过流作用下损坏电阻器。

2、尽量使用线性电阻,使电阻对正常信号传输的影响尽可能小。

导体

一些AC/DC设备满载运行电流大,超过30A。在这种情况下,使用电感的两极之间的保护电路将太大而无法解决问题。保护电路可以分为两部分来解决这个问题。前后保护不是设计在同一块电路板上,而两级电路可以在规定长度的馈线之间使用。

采用导线实现两级保护装置的配合。

这种组合形式的保护电路,作用规定长度的馈线。电感的作用是一样的,因为1米长的导线的电感在1到1.6uH之间,馈线到一定的长度,可以起到很好的作用配合馈线直径可以根据大小灵活选择的全工作电流,克服了使用电感做插补,工作时电感不能流过大的工作电流,克服了使用电感进行极间协调的缺点。

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