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[经验] 多级浪涌保护器的动作顺序

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当单级浪涌保护器(SPD)不能将入侵的冲击过电压抑制到规定保护电平以下时,就要采用含有二级、三级,甚至更多级非线性抑制元件的浪涌保护器(SPD)。
非线性元件Rv2和 RV2都是压敏电阻,实用中RV1也可以使气体放电管,RV2也可以是稳压管或浪涌抑制二极管TVS管)。两级之间的隔离元件ZS可以是电感LS或电阻RS,若RV1和RV2的导通电压分别是Un1和Un2,所选用的元件总是Un2>Un1。
很多人认为,当入侵冲击波加在X-E端子上时,总是第一级RV1先导通,然后才是第二级。实际上,第一级或第二级先导通都是有可能的,这取决于如下因素:
1.入侵冲击波的波型,主要时电流波前的升速(di/dt);
2.非线性元件RV1和RV2的导通电压的相对大小;
3.隔离阻抗的性质时电阻还是电感,以及它们的大小。
当ZS为电阻RS时,多数情况是第二级先导通。第二级导通后,当冲击电流I上升到iRS+Un2≥Un1时,第一级才导通。第一级导通后,由于在大电流下第一级的等效阻抗比RS加第二级的等效阻抗之和小得多。因而大部分冲击电流I经第一级泄放,而经第二级泄放的电流则要小得多。若第一级为气体放电管,它导通后的残压通常低于第二级的导通电压Un2,于是第二级截止,剩余冲击电流全部经第一级气体放电管泄放。
若ZS为电感LS,且侵入电流一开始的上升速度相当快,条件LS(di/dt)+Un2>Un1得到满足,则第一级先导通。若第一级导通时的限制电压为Uc1(1),则以后随着入侵冲击电流升速的下降,当条件Uc1(1)>LS(di/dt)+Un2得到满足时,第二级才导通。第二级导通后,将输出端Y的电压抑制在一个较低的电平上。

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