雷电作为破坏性极强的自然灾害之一,每年在全球范围内造成巨大的物质损失和人员伤亡。随着电子设备与微电子集成化系统的大规模应用,因雷电过电压(LPS)和雷击电磁脉冲(LEMP)导致的设备与系统损毁事件日益增多。因此,强化建筑物及电子信息系统的雷电灾害防护能力刻不容缓。安装电源电涌保护器(SPD),正是保障安全生产的关键环节。建立全面、系统的雷电浪涌过电压防护体系,能显著降低建筑物与设备遭受雷击的风险。
那么,电源电涌保护器由哪些核心部分构成呢?
电涌保护器的核心功能在于限压,即将瞬态过电压限制在被保护设备可承受的安全范围内。因此,限压元件是其核心部件。主要由放电间隙、气体放电管、压敏电阻和抑制二极管等关键元件协同工作。
放电间隙: 由暴露在大气中的一对金属电极构成,分别连接电源线和接地线。常态下呈高阻断开状态。当线路遭遇瞬态过电压时,间隙被高压击穿,形成导电通道,将部分过电压能量迅速泄放入地,防止被保护设备因电压陡升而损坏。
气体放电管: 结构上包含一对封装在惰性气体(如氩气 Ar)环境中的金属电极,电极间预留精确的放电间隙。当两端电压超过其点火电压阈值时,间隙被击穿导通。为提高响应可靠性和一致性,部分产品会添加触发剂。
压敏电阻: 主要材料为氧化锌(ZnO),具有显著的电压敏感性。当两端电压超过其额定导通电压(压敏电压)时,电阻值急剧下降,实现快速导通分流。其非线性伏安特性类似于多个 PN 结的组合,使其能对纳秒级的瞬态过电压做出极速响应。在 SPD 设计中,压敏电阻的选型、结构布局及热管理对其整体性能影响至关重要。
抑制二极管(如 TVS 管): 通常作为 SPD 精细保护级的核心元件,工作于雪崩击穿或齐纳击穿区域。其响应速度极快(皮秒级),能将过电压精准地钳位在一个很低的水平,为敏感电子设备提供最后一道坚固的电压防线。
电源电涌保护器是保障电气系统安全稳定运行不可或缺的设备。它不仅有效抑制电路操作过电压,更能高效泄放巨大的雷电过电压能量。因此,SPD 对自身的稳定性和可靠性要求极高。
例如,开泰电涌保护器系列产品,通过了国家权威机构——信息产业部通信产品防雷性能质量监督检测中心的严格测试认证。测试结果表明其性能优越,完全符合相关技术标准,在隔离浪涌、泄放浪涌方面效果显著,为受保护设备或系统增添了一道可靠的安全保障,使用更为安全放心。