压敏电阻过压保护原理及选择实例

压敏电阻过压保护原理及选择实例
压敏电阻过压保护原理及选择实例
1 压敏电阻抑制雷击过电压的数学原理
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电路中感应到的雷击过电压可用一个冲击电压源来进行等效计算。当一个如图所示的
电路遭到雷电感应时，应用冲击电压源的概念，雷击就是在原有电路中叠加一个冲击电
压源 V S 和该高频冲击电压在线路中的等效阻抗 X S （源阻抗， Source Impedance
）；由于 V S >>VB ，所以在分析雷击过电压时工频电压源 V B 可被忽略不计，如图
2 所示。
    V B
而言，设备电源线的阻抗是可以忽略不计的，但对高频率的等效雷电压冲击源 V S
而言，设备电源线的阻抗是不可忽略的因素，我们可以将这个阻抗看成是冲击电压源的
组成部分，并称之为源阻抗 X S
。设备电源线的阻抗与电源线的长度和电压波的频率有关。一条长约 5m
的电源线，其阻抗和频率的关系如图 3 所示
    设备的电源线存在一定的电感和分布电容，一个从电源侧侵入设备的 1.2/50μs
雷电压波在传播到设备的入口端时会转变成 Ring Wave
波形（假设输入阻抗无穷大且无压敏电阻保护），该波形的典型频率为 100kHz
，如图 4 所示。
    压敏电阻接入电路后，如果 冲击电压源 V S 的峰值远大于压敏电压 UN
，压敏电阻导通并呈低阻态。由于被保护设备的输入阻抗一般都远大于与之并联的压敏
电阻的导通阻抗 X V ，所以流过压敏电阻的冲击电流峰值 I P
及其压敏电阻两端的导通电压（残压） U R
均不受被保护设备的影响。压敏电阻导通时的等效电路如图 5 所示。
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    根据戴维南定理，冲击电压源的短路电流 I S ＝ V S /XS 。
1 ） 压敏