器件基础知识保护器件.docx

器件基础知识（保护器件）2.9保护器件2.9.1基本概念序号保护器件类别基本概念1限流保护器件限制电流大小的器件2限压保护器件限制电压大小的器件3熔断器套件包括座芯载熔件4保险管套件包括熔芯，卡簧等2.9.2保护电路作用保护电路作用是防止高压大电流的强信号对通信电路冲击，通过保护电路限制、减弱 过压过流的强度，对地池放能量，从而保护通信设备免受损害保护电路根据耐过压过流的等级分初级保护和次级保护初级保护电路，对暴露环境下的过压过流信号提供一级保护，保护电路一般置于配线架中 初级保护电路对1KV以上的高压信号起保护作用次级保护电路，对非暴露环境下的过压过流信号进行二级保护次级保护电路置于交换设 备中，对1.5K V以下的过压信号起保护2.9.3保护电路设计保护电路组成：一般由过压保护PV和过流保护PI两部分组成过压保护器（PV）有：碳（金属）电极气隙保护器、气体放电管（GDT）、压敏电^Varistor）、 稳压二级管、瞬态抑制二极管、可控硅型保护管等过流保护器：热线圈、熔丝、浪涌电阻、正温度系数热敏电阻（PTC）等一）过压保护器的选择（1） 碳（金属）电极气隙保护器，通常作为传统的初级保护接于线路与地之间，限制保护 器两极间的电压。

此类元件价格低廉，但反复动作特别经雷击放电后，绝缘电阻会下降，需要 经常更换2） 气体放电管（GDT），在过压时利用电弧放电的真空管当过压时，放电管内电场足够 强引起气体电离，使之由绝缘（＞10GW）变成低阻导体（＜0.1W）气体放电管放电电压与电压变化 率有关，例如在500V/ms时100V放电，在100V/ms时，要400V才放电这种器件过流能力强， 成本较低在有限次的放电后产生失效，这种失效引起放电电压增加一般作为初级保护器件（3） 压敏电阻（Varistor）常用的是氧化锌压敏电阻（MOV）,是一种电阻随外加电压而 变化的非线性元件有对称的电压电流特性，耐流能力较大，成本低，但这类器件漏电会逐渐 增大，极间寄生电容大（60〜5000pF），过压时自身功耗大4） 稳压管：半导体器件，单向非对称电压电流特性为了产生双向，采用背靠背形式 或把单向稳压管放在二级管桥中，耐流能力差，一般用作次级保护5） 瞬态抑制管：为半体导新器件，具有过压触发导通的可控硅特性，有单向和双向两 种自身功耗低，过流能力较强，触发电压一致性好，保护电压是固定的该类器件价格较高， 一般用于次级保护，是目前常用的保护器件。

选择这种器件时需要考虑两方面：适合的触发电 压，足够的过流能力6） 可控硅型保护器（如TCM1060），半导体新器件，具有与瞬态抑制管相同的可控硅 特性，且触发电压可编程，大电流时熔断器件耐流能力较强，价格较高，用于次级保护，是 目前大量使用特性最好的过压保护器件选用此种器件要考虑：最高工作电压和过流能力是否 满足要求，（二）过流保护器件的选择（1） 热线圈，由具有正温度系数金属丝构成，串联在用户端口的每一引入线中，过电流 时热线圈电阻增加或熔断2） 熔丝，串联在用户端口的每一引入线中，流过过载电流时熔断3） 浪涌电阻：串联在用户端口的每一引入线中，在雷击时起限流作用，在长时间过流 如电力线碰触时受热断裂，是较常用的一种过流保护器通常作成厚膜，成本较高这种保护 器阻值稳定，但断裂后不可恢复，常与PTC配合起来用4） 正温度系数热敏电阻器（PTC），具有在很小的温度变化时，有几个量级的阻值变化 器件过流后发热引起阻值增加很大，使电流减小，而过流消除后恢复为原来的阻值该器件具 有自恢复能力，满足现在国标要求，为目前常用的过流保护器件分为高分子材料和陶瓷材料 两种5） 高分子PTC：是在非导电高分子材料掺杂碳粒子作为电荷载体，在常温下，碳粒子物 理接触，具有小的电阻，温度增加，高分子状态变化，碳粒子分离，电阻增大。

优点：失效开 路，动作快，表面温度低缺点：动作后电阻变化大，匹配性差，耐压耐流能力差，高压产生 起火，燃烧选择高分子PTC要考虑耐压及阻值匹配6） 陶瓷PTC： BaTiQ3材料，当温度低于居里点时有很高的正温度系数当温度高于居里点时，表现为负温度系数特性优点：耐压耐流特性好，电阻变化小，匹配性好，不燃烧缺点：失效短路，有负阻特性，表面温度高选择陶瓷?丁要考虑其负阻特性三）几种常见保护电路形式(1) 瞬态抑制器保护电路APTCPTC子PVY pvTSLIC本实例中，过流保护器PI选用PTC,过压保护器PV选用单向瞬态抑制管，根据实际情况可 选用双向是瞬态抑制管瞬态抑制管的触发保护电压要与SLIC的电源电压一致优点：简单，成本适中缺点：保护电压固定(2) 可控硅型保护电路本实例中过流保护器PI选用PTC，过压保护器PV选用可控硅型器件优点：结构简单，保护电压可变缺点：过压过流保护能力稍差3) 可控硅型保护电路本实例中，过流保护器PI采用两个PTC串联，过压保护器PV1为压敏电阻，PV2为可控硅型 保护器优点：保护作用强，安全可靠缺点：器件多，成本偏高。