瞬态抑制装置是什么？又有哪些瞬态抑制装置

当通过电源或被保护的元件连接时，齐纳二极管实际上是“不可见的”，直到出现一个瞬态电压，因为它的反向击穿电压下有一个高阻抗，反向击穿电压上有一个低阻抗。
当稳压器处于击穿状态时，也就是抑制暂态时，二极管立即夹住过电压，将尖峰限制在安全水平，然后一旦暂态电压低于稳压器电压，就恢复正常，VZ。然后箝位电压，VC 是因此等于齐纳的反向击穿电压。由于这些箝位特性，稳压二极管被用来抑制瞬变，因为它从保护负载上夹住具有潜在破坏性的电流。
稳压二极管的浪涌电流和功率能力大约与其结面积成正比。大多数齐纳二极管被设计成在低功耗和电压水平下工作。齐纳二极管被设计成能够在更高的电压水平下工作，并且能够吸收更高的浪涌电流而不会损坏，这种二极管被称为雪崩二极管。
我们之前说过，由于稳压二极管的正向偏置特性，单个稳压二极管只能用于稳态直流电源的瞬态抑制。但是，通过连接两个齐纳二极管“背靠背”，我们可以使用它们的钳位特性跨越双向交流电源。
齐纳瞬态抑制
通过连接两个齐纳二极管背对背，我们现在可以保护正半周期从过电压瞬变的齐纳二极管和负半周期与其他。
如果两个齐纳二极管的反向击穿电压相同，那么任一极性的瞬态电压将被钳制在与齐纳二极管相同的齐纳电压水平上，一个齐纳二极管将有效地处于反向偏置模式，而另一个齐纳二极管将处于正向偏置模式。
虽然两个背靠背的齐纳二极管可以用于交流电源的瞬时抑制，但是突波抑制器(TVS)设备可以在单个设备中内置相反的接点，使其成为交流电源应用的理想选择。双向雪崩二极管可在一定的电压和功率水平范围内使用。
瞬态抑制器
当齐纳二极管和快速恢复雪崩二极管快速起作用并有效钳制过电压时，最常见的过电压抑制钳制技术是使用金属氧化物压敏电阻或 MOV。除了其高电压额定值，金属氧化物压敏电阻器能够处理更大的浪涌电流，无论是在一个较慢的速度，并可用于直流和交流电源线，以保护极端电压，如过电压瞬变。
MOV 是一种半导体电压依赖型可变电阻器，它与负载或要保护的元件并联(分流)。MOV 在低电压下具有高电阻，在高电压下具有低电阻，其非线性电压电流特性使其在防护电源线浪涌和过电压瞬变方面具有重要作用。
MOV 的行为类似于背靠背齐纳二极管，因为它们可以用于双向电压箝位，随着瞬态电压的传导增加，通过它增加的电压。这些小的圆盘状金属氧化物类型的压敏电阻器在两个方向都提供高的击穿电压，并且能够吸收更多的能量，它们通常是以焦耳而不是瓦来额定。
瞬态抑制
作为一个电压箝位装置，金属氧化物变阻器提供非常高的电阻时，其两端的电压是低于其预先确定的击穿值，更像一个电压依赖性电阻(VDR)。当暴露于任一极性的高瞬态电压时，器件的电特性发生变化，其电阻变得非常小，将电压夹紧到安全水平。
然后，金属氧化物压敏电阻器作为瞬态抑制装置的主要目的是钳制出现在其上的电压到一个安全的水平，在大多数应用中，该装置是与被保护的电路或装置并联的。
撬棍瞬态抑制器
另一种并联(并联)连接的瞬态抑制装置被称为撬棒保护电子撬棒装置在超过预设的阈值电压时触发导通状态，导致电压降只有几伏特，因此得名撬棒。
当触发电压达到时，撬棍装置和电路有效地制造短路。撬棍装置和电路通常用于稳压电源，这种电源设计用于产生固定输出电压，例如恒定的12伏或5伏，但也可用于保护电路或负载免受瞬态过电压的影响。
基于半导体的有源撬棒电路与负载并联(并联) ，能够衰减非常大的浪涌电流。晶闸管通常用于撬棒电路，因为它们具有较低的“通态”电压，并且可以将电压水平保持在损坏水平之下。一旦发射，它们可以转移大量的瞬时能量到地面通过自己，因为它们充当非常低阻抗类型的开关。
这里的缺点是，这种短路可能导致电路保险丝或断路器运作，如果没有提供额外的整流电路来关闭一旦开关“ ON”的撬棍钳，特别是在直流系统中，因为撬棍装置短路了电源，因此输出电压为零。考虑下面简单的撬棍夹紧电路。
基本撬棍夹紧电路

在这里，一个晶闸管或可控硅被放置在电源和负载之间，由电阻 r1和 r2设置的分压电路将晶闸管栅极偏置在一个足够低的电平上，使其在正常运行时不被触发为“ ON”。然后可控硅是截止和非导电的。
然而，当过电压瞬态发生并上升到预定电平以上时，电阻 r2上的电压降也会增加，并变得足以触发可控硅的栅极进入导通，而导通又夹住保护负载的电压瞬态。这里的问题是，当负载受到过电压的保护时，它不能保护电源，从而烧断电源的保险丝。这样，对于电源短路所产生的暂态负载的保护可能大于触发电源的事件。
晶闸管除了用于交流电源的过电压保护外，晶闸管还可以作为一种撬棒装置，以类似的方式触发导通。使用晶闸管或三极管作为交流电源的撬棒保护的优点是，它们每半个周期自动关闭一次。
因此，如果一个小于毫秒的短时间瞬变触发了撬棍装置，分流作用只会使连接该装置的交流电源线短路至少一个半周期，这对于熔断器连接来说可能过快而不能引爆。
齐纳撬杆瞬态抑制器
利用齐纳二极管检测过电压状态，可以提高基本撬棒电路的瞬态传感性能和性能。这里的电阻分压电路已被齐纳二极管所取代，如图所示。

齐纳撬杆夹紧电路
直流电源电压 VS 由稳压二极管监控，稳压二极管作为暂态检测元件，其稳压电压 VZ 额定值决定了可控硅的开通电压。当直流电源电压低于齐纳二极管的反向偏压额定值时，齐纳二极管不导电，因此没有电压或电流施加到可控硅的栅极，所以仍然处于关闭状态，不导电。
如果电源电压增加到稳压器电压额定值之上，如果发生过电压瞬变，稳压二极管开始传导栅极电流流入可控硅，打开“ ON”，短路负载电源电压并吹断保险丝。然后保护负载不受稳压器电压以上的瞬态电压的影响，VZ 作为稳压二极管只承载可控硅开启的栅极电流，因为可控硅本身将承载大部分的分流电流。
虽然这种齐纳撬棍电路是对基本分压网络的改进，但由于齐纳击穿电压的膝盖弯曲而不是急剧上升，它受到了软启动动作的影响。通过在检测和触发电路中增加一定的电压增益，以单放大电路或运放电路的形式进一步修改和改进基本的撬棒电路。
为此，内置过电压触发器的晶闸管已被设计用于单向或双向瞬变和电压浪涌。例如 RCA sk9345系列的 IC 撬棍用于保护15伏的电源供应，sk9346用于保护112伏，sk9347用于保护115伏的电源供应。
所有使用集成电路与一个内置的齐纳二极管，晶体管，和一个可控硅。Mc3423过电压撬棒传感电路是一个单一的集成电路，设计用于外部撬棒可控硅。
瞬态抑制装置综述
随着我们在日常生活中使用越来越多的电子设备，我们越来越依赖过电压保护装置来保护我们的设备不受电压管线和电涌的影响。瞬态过电压通常是由电感或电容开关电路释放突然的高电压尖峰引起的。
这些电压尖峰和浪涌可以由短时间内的高能量组成，也可以间歇性地由短时间内的高能量组成，并叠加在稳态值(如交流电源波形)之上。
过电压保护电路可以采取多种形式，从串联滤波器，其设计目的是通过电力线频率的电压和电流，同时抑制不必要的高频谐波和噪声，以及并联箝位和撬棒电路，消除过电压到地。
最简单的交流电力线滤波器类型是一个跨越电压源的电容器。电容器的阻抗变化导致高频瞬态的衰减。在大多数应用中，瞬态抑制装置与受保护负载并联放置，或与受保护的部件并联放置。
电压抑制电路的主要目的是将电压钳制到安全水平。最常见的电压箝位装置形式是金属氧化物压敏电阻，MOV 和齐纳二极管。MOV 的是最适合保护双向交流电源，而齐纳二极管是最适合小型低能量直流电源。
使用可控硅或可控硅作为“撬棍”的固态撬棍电路会迅速短路整个电源的电压瞬变，从而烧断保险丝进行过电压保护。混合式暂态/浪涌保护器在一个模块中将一个撬棒与一个钳子或一个钳子/撬棒与一个滤波器组合在一起，可以有许多不同的组合。
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