スイッチング電源の過電圧保護原理
サージプロテクターは、220/380V 低電圧電源の保護に適しており、非線形コンポーネントです。 IEC規格によれば、サージプロテクターは主に送電線の過電圧と過電流を抑制する装置です。サージプロテクターは保護の役割を果たします。基本的な要件は、予想される雷電流の通過に耐え、雷がサージの最大電圧クランプを通過した後に生成される電源周波数の連続電流を効果的に消し、瞬間的な過電圧の侵入を制限することです。機器やシステムが耐えられる電圧範囲内で電力線や信号伝送線を保護したり、強力な雷電流を地面に放電したりして、保護された機器やシステムを衝撃による損傷から保護します。
サージプロテクターの種類と構造は用途によって異なりますが、少なくとも 1 つの非線形電圧制限要素を含める必要があります。一般的なサージ保護装置には、MOV (金属酸化物バリスタ) やガス放電管などがあります。サージには強力なエネルギーが含まれており、防ぐことはできません。このため、敏感な電気機器をサージ損傷から保護する戦略は、サージを機器からそらし、地面に流すことです。
サージ保護装置 MOV は 3 つの部分で構成されています。中央の金属酸化物材料は 2 つの半導体によって電源とアース線に接続されています。サージが発生すると、MOV は 1-3 ナノ秒の応答時間で直ちに起動します。 MOVの「V」は可変抵抗器です。応答の瞬間、MOV の抵抗は最大値からほぼゼロオームまで低下し、過電流が MOV を介してグランドに流れます。保護された電気機器は、通常の動作電圧で動作し続けます。その半導体コンポーネントには、電圧の変化に応じて抵抗が変化する特性があります。電圧が特定の値を下回ると、半導体内の電子の移動により高い抵抗が発生します。逆に、電圧がこの特定の値を超えると、電子の動きが変化し、半導体抵抗はほぼゼロオーム減少します。電圧は正常で、サージ保護装置 MOV は側でアイドル状態になっているため、電力線には影響しません。
最も高価なサージ保護装置 MOV の長所と短所を示す指標: (1) クランプ電圧: MOV をアース線に接続する電圧値を表します。クランプ電圧が低いほど、保護性能は向上します。 (2) エネルギー吸収/消散容量: この公称値は、サージ プロテクターが焼き切れる前にどれだけのエネルギーを吸収できるかをジュール単位で表します。値が大きいほど保護性能が高くなります。 (3) 応答時間: サージ保護装置はすぐには切断されず、サージに対する応答には若干の遅れが生じます。
もう 1 つの一般的なサージ保護デバイスは、ガス放電管です。これらのガス放電管は、2 本のワイヤ間の導体として不活性ガスを使用して、活線からアース線に過剰電流を移動させるため、MOV と同じ機能を備えています。電圧が特定の範囲内にある場合、ガスの組成により、そのガスが不良導体であると判断されます。電圧が急上昇してこの範囲を超えると、電流の強さはガスをイオン化するのに十分な量になり、ガス放電管は非常に優れた導体になります。電圧が通常のレベルに戻るまで電流をグランドに流し、その後再び不良導体になります。
