电路中有哪些常用的保护元件,这些元件分别是保护什么的

核心提示电路保护中,常用的保护元器件有:TVS二极管、ESD静电保护二极管、陶瓷气体放电管、玻璃放电管、自恢复保险丝、半导体放电管、压敏电阻等等。瞬态TVS抑制二极管瞬态抑制器TVS二极管广泛应用于半导体及敏感器件的保护,通常用于二级保护,用在陶瓷

电路保护中,常用的保护元器件有:TVS二极管、ESD静电保护二极管、陶瓷气体放电管、玻璃放电管、自恢复保险丝、半导体放电管、压敏电阻等等。

瞬态TVS抑制二极管

瞬态抑制器TVS二极管广泛应用于半导体及敏感器件的保护,通常用于二级保护,用在陶瓷气体放电管之后的二级保护,也可直接用于产品的一级保护。其特点为反应速度快(为 ps 级) 、小体积、脉冲功率大 、箝位电压低等。其 10/1000μs波脉冲功率从200W ~30KW,脉冲峰值电流从 0.52A~544A ,击穿电压从6.8V~550V,便于各种不同电压的电路使用。

压敏电阻

压敏电阻的响应时间为ns级,比空气放电管快,比TVS管稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护。压敏电阻的结电容一般在几百到几千pf的数量级范围,不宜直接应用在高频信号线路的保护中,应用在交流电路的保护中时,因为其结电容较大会增加漏电流,在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大,但比气体放电管小。贴片压敏电阻主要用于保护元件和电路,防止在电源供应、控制和信号线产生的ESD。

陶瓷气体放电管

防雷器件中应用最广泛的是陶瓷气体放电管,无论是直流电源的防雷还是各种信号的防雷,陶瓷气体放电管都能起到很好的防护作用。其最大的特点是通流量大,级间电容小,绝缘电阻高,击穿电压可选范围大。

半导体放电管

半导体放电管是一种过压保护器件,是利用晶闸管原理制成的,依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电,可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围,构成了过压保护的范围。固体放电管使用时可直接跨接在被保护电路两端。具有精确导通、快速响应(响应时间ns级)、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点。

玻璃放电管

玻璃放电管(强效放电管、防雷管)是20世纪末新推出的防雷器件,它兼有陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的优点:绝缘电阻高(≥10^8Ω)、极间电容小(≤0.8pF)、放电电流较大(最大达3 kA)、双向对称性、反应速度快(不存在冲击击穿的滞后现象)、性能稳定可靠、导通后电压较低,此外还有直流击穿电压高(最高达5000V)、体积小、寿命长等优点。其缺点是直流击穿电压分散性较大(±20%)。

自恢复保险丝

自恢复保险丝PPTC就是一种过流电子保护元件,采用高分子有机聚合物在高压、高温,硫化反应的条件下,搀加导电粒子材料后,经过特殊的工艺加工而成。电路正常工作时它的阻值很小(压降很小),当电路出现过流使温度升高时,阻值急剧增大几个数量级,使电路中的电流减小到安全值以下,从而使后面的电路得到保护,过流消失后自动恢复为低阻值。

ESD静电放电二极管

ESD静电放电二极管是一种过压、防静电保护元件,是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件。ESD静电二极管是用来避免电子设备中的敏感电路受到ESD(静电放电)的影响。可提供非常低的电容,具有优异的传输线脉冲(TLP)测试,以及IEC6100-4-2测试能力,尤其是在多采样数高达1000之后,进而改善对敏感电子元件的保护。

电路保护器件

三相异步电动机控制电路除了能满足被控设备生产工艺的控制要求外,还必须考虑到电路有发生故障和不正常工作情况的可靠性。因为发生这些情况时会引起电流增大,电压和频率降低或升高、损毁。因此,控制电路中的保护环节是电动机控制系统中不可缺少的组成部分。常用的保护电路有短路保护、过载保护、过电流保护、失电压保护和欠电压保护等。?

1、短路保护?

在电动机控制系统中,最常用和最危险的故障是多种形式的短路。如电器或线路绝缘遭到损坏、控制电器及线路出现故障、操作或接线错误等,都可能造成短路事故。发生短路时,线路中产生的瞬时故障电流可达到额定电流的十几倍道几十倍,过大的短路电流将会使电器设备或配电设备受到损坏,甚至因电弧而引起火灾。因此,当电路出现短路电流时,必须迅速、可靠地断开电源,这就要求短路保护装置应具有瞬时动作的特性。短路保护的常用方法是采用熔断器和低压断路器保护装置。

2、过电流保护

过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。所谓过电流是指电动机或电器元件在超过其额定电流的状态下运行,一般比短路电流小,不超过6倍的额定电流。在电动机的运行过程中产生这种过电流,比发生短路的可能性要大,特别是对于频繁起动和正反转、重复短时工作时的电动机更是如此。? 过电流保护常用过电流继电器来实现,通常过电流继电器与接触器配合使用,即将过电流继电器线圈串接在被保护电路中,当电路电流达到其整定值时,过电流继电器动作,而过电流继电器常闭触点串接在接触器线圈电路中,使接触器线圈断电释放,接触器主触点断开来切断电动机电源。这种过电流保护环节常用于直流电动机和三相绕线转子异步电动机的控制电路中。?

3、过载保护?

过载是指电动机在大于其额定电流的情况下运行,但过载电流超过额定电流的倍数要小些。通常在额定电流的1.5倍以内。引起电动机过载的原因很多,如负载的突然增加,缺相运行以及电网电压降低等。若电动机长期过载运行,其绕组的温升将超过允许值而使绝缘材料变脆、老化、寿命缩短,严重时会使电动机损坏。? 过载保护装置要求具有反时限特性,且不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作,所以通常用热继电器作过载保护。当有6倍以上额定电流通过热继电器时,需经5秒后才动作,这样在热继电器未动作前,可能使热 继电器的发热元件先烧坏,所以在使用热继电器作过载保护时,还必须装有熔断器或抵压断路器的短路保护装置。由于过载保护特性与过电流保护不同,故不能用过电流保护方法来进行过载保护。?

4、失电压保护?

当电动机正常工作时,如果由于某种原因而发生电网突然断电,这时电源电压下降为零,电动机停转,生产设备的运动部件也随之停止。由于一般情况下操作人员不可能及时拉开电源开关。如不采取措施,当电源恢复供电时,电动机便会自动启动运转,可能造成人身及设备事故,并引起电网过电流和瞬间网络下降。为防止电压恢复时电动机的自行启动或电器元件自行投入工作而设置的保护,称为失电压保护。采用接触器和按钮控制的启动、停止,就具有失电压保护作用。这时因为当电源电压消失时,接触器就会自动释放而切断电动机电源,当电源电压恢复时,由于接触器自锁触点已断开,不会自行启动。如果不是采用按钮而是用不能自动复位的手动开关、形成开关来控制接触器,必须采用专门的零电压继电器。工作过程中一旦断电,零电压继电器释放,其自锁电路断开,电源电压恢复时,不会自行启动。?

5、欠电压保护?

当电网电压降低时,电动机在欠电压下运行,在负载一定的情况下,电动机主磁通下降,电流增强。时间过长将会使电动机过热损坏同时欠压还会导致一些电器元件释放,使线路不能正常工作。因此,当电源电压降到60%~80%额定电压时,将电动机电源切除而停止工作,这种保护成为欠电压保护。? 除上述采用的接触器及按钮控制方式,利用接触器本身的欠电压保护作用外,还可采用欠电压继电器来进行欠电压保护。其方法是将欠电压继电器线圈跨接在电源上,其常开触点串接在接触器控制回路中。当电网电压低于欠电压继电器整定值时,(吸合电压通常整定值为0.8~0.85UN,释放电压通常整定值为0.5~0.7UN)欠电压继电器动作试接触器释放,接触器主触点断开电动机电源实现欠电压保护。?

6、断相保护?

电动机运行时,如果电源任一相断开,电动机将在缺相情况下低速运转或堵转,定子电流很大,这时造成电动机绝缘及绕组烧毁的常见故障之一。因此应进行断相保护。? 引起电动机断相得原因主要有:电动机定子绕组一相断线;电源一相断线;熔断器、接触器、低压断路器等接触不良或接头松动等。断相运行时,线路电流和电动机绕组连接因断相的形式(电源断相、绕组断相)的不同而不同;电动机负载越大,故障电流也越大。? 断相保护的方法有:用带断相保护的热继电器、电压继电器、电流继电器与固态断相保护器等。

 
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