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交流电源线� ；さ母咝阅芙饩黾苹�

2020年06月01日 09:38:58 点击量： 文章来源：电子工程世界

      电子产品在我们所有应用领域中的使用有助于提高人们对电能质量的认识。 电子设备的广泛使用引发了能源效率问题，尤其是涉及整个电网的滋扰问题，对设备和仪器爆发了负面影响。 新型工业4.0中涌现的智能技术需要不间断且无故障的供电。 电能质量的扰动通常界说为电压，电流或频率的变革。 这些扰动可能会故障系统的正常运行，从而改变产出水平和整个生产运动。
      交流电源线上的滋扰会导致许多设备爆发故障，包括数据传输过失，电源损坏或对属于整个网络的工业系统造成破坏。 瞬变、尖峰和其它异常是电源线上的典范滋扰。 在设计适用于工业应用的� ；は低呈�，请务必考虑所有这些重要因素。 针对种种电压和电流值的� ；そ饩黾苹砹酥种钟τ檬谐〉木薮笮枨�。
      交流电源线上的滋扰
      凭据IEEE标准的界说，电源扰动可以用瞬变、暂态过压、畸变和频率变革来体现。瞬变电压波动是由于电源变革、雷电、感应负载切换、静电放电等可能引起的暂时性电压波动。这些瞬变的影响水平可能从轻微到灾难性不等。
      瞬变是电源扰动中最具破坏性的类型，分为两个子类：脉冲型和振荡型。 脉冲瞬变是岑岭值事件，主要由于大气中爆发的放电而在正或负偏向上增加电压和/或电流水平。 涉及脉冲瞬变的两种最可行的� ；ひ焓窍痹诘木驳绶诺绾褪褂盟蔡缪挂种破骷�。 另一方面，振荡瞬变是电压，电流或两者兼有的突然变革，它以系统的固有频率振荡。
      暂态过压或过电压是指交流电压的升高，连续时间可从0.5个周期到1分钟。 暂态过压的常见起因有：是高阻抗中性线连接、（高）负载突然降低，以及三相系统上的单相故障。 过电压代表了导致电压尖峰的恒久影响。 过电压可被视为连续的暂态过压。
      畸变以种种形式泛起。 谐波是频率为基波频率数倍的正弦波。例如，三次谐波的频率为150 Hz ； 这是50 Hz基本频率的三倍。 五次谐波的频率为250 Hz。 该标准要求总谐波失真THD（Total Harmonic Distortion）不凌驾8％，并考虑到最高40次谐波的水平。 间谐波是一种波形失真，通常是由电气设备（例如静态变频器，感应电动机和用于形成电弧的设备）信号串扰电源电压引起的。
      频率变革在电力系统网络中很少爆发。在配备备用专用发电机或供电基础设施差的场合，频率变革更为常见，尤其是在发电机负荷较高的情况下。欧洲50 Hz的频率必须在供应年95％的时间内坚持在±1％的公差内 ；同时，在任何时候都不得凌驾4％或下降凌驾6％。该标准假定该频率是在10 s间隔内测得的平均值。
      解决计划
      过电压� ；ぴ煞治街只纠嘈停呵斯餍驮颓恍驮�。钳位型元件，如TVS、MOV及钳位二极管，具有更快的响应时间，但其电流处理能力有限，因为瞬态能量必须通过元件钳位消散。撬棍型元件可以处理较强的过电流，因为在其导通状态下，元件两端的电压极低。在实践中，它们充当某种短路装置，改变电流路径，从而使电流远离组件的主要部分。
图1：TO-218封装的Pxxx0MEL系列
图1：TO-218封装的Pxxx0MEL系列。
      Pxxx0MEL为50 / 60Hz AC单周期正弦海浪涌提供5000A 8/20 IPP（峰值脉冲电流额定值）和最小400A ITSM。
      Littelfuse SIDACtor晶闸管是撬棍型的，经过优化，可以� ；ごτ谇抗缪顾脖淝榭鲋械纳璞�。5 kA和3 kA Pxxx0FNL Pxxx0MEL系列具有几个优点。 例如，钳位优于古板的用于� ；そ涣飨呗返奈拊碝OV技术，可提供针对过电压的高电位� ；�。 别的，较低的导通电压可确保恒久� ；て诩涞娜攘炕劢系�。 这些撬棍型半导体器件可以蒙受更多次的过电压攻击，满足最小的降级要求（图1和图2）。 Littelfuse Pxxx0FNL和Pxxx0MEL系列还可以与MOV串联，为因较高钳位电压而损坏的电路提供低钳位� ；ぃㄍ�3）。 该电路结构为交流线路提供了过电流和过电压� ；�。
图2：具有串联过电流� ；さ腜3800MEL Crowbar解决计划
图2：具有串联过电流� ；さ腜3800MEL Crowbar解决计划。 
      在经典的事情条件下，� ；ぷ榧缘缦呤峭该鞯�。 当感应电压峰值高于P3800MEL的Vdrm时，就会过渡到低电阻状态。 包管丝可� ；IDACtor。 该配置为设计人员提供了一个用于SIDACtor的增强型过电流� ；さ难∠�。
图3:SIDACtor与前面有熔断器的Littelfuse MOV V20E130P（交流130V）串联
图3:SIDACtor与前面有熔断器的Littelfuse MOV V20E130P（交流130V）串联。
      MOV的晶体结构由随机取向的金属氧化物颗粒制成，这些颗粒显示了P-N结半导体特性。在低电压下事情的电路中，只有少量的电流流入压敏电阻，这是由于通过P-N结的反向扩散造成的。当施加抵达整个系统� ；ぬ跫乃蔡哐�，或者凌驾压敏电阻的击穿电压时，这些P-N结会爆发雪崩击穿，压敏电阻成为导体。压敏电阻不可为连续电压升高的故障提供� ；�，纵然电压幅度明显低于其设计的瞬态电压一ㄇ如此。别的，压敏电阻简直会泛起退化现象，在多次电涌作用下，压敏电阻开始老化。
      TVS二极管的进步使该技术成为金属氧化物（MOV）压敏电阻的有效替代品，可� ；そ涣骱椭绷鞯缭疵馐芄缪购图浣永谆鞯挠跋�。这些器件不但在交流和直流电源线应用中提供比MOV更高的可靠性和更长的抗重复过电压寿命，并且由于电缆的电感较低，因此使用外貌贴装封装可提供更好的过电压响应。为了� ；AN总线免受ESD，EFT和其它电压瞬变造成的损害，Littelfuse生产了一系列TVS二极管阵列，用于工业自动化控制应用。这些器件切合AEC-Q101标准，可以宁静地蒙受3A的峰值电流。低电容（典范值11.5 pF）可坚持信号完整性并最洪流平地减少数据丧失。有时ESD事件可能会轻微损坏器件，但使其暂时仍能运行。这被称为潜在缺陷，它很难被检测到并缩短了该器件的寿命。许多电子器件容易受到低压ESD事件的影响。由于速度更快和尺寸更小的趋势，电子领域的ESD问题正日益增多。现代世界越来越多地由小型微处理器处理，它们对最小的电力波动也很敏感。这些微处理器精彩地控制了快速的自动化机械人装配历程和无法蒙受� ；奔涞陌跋呦低�。凭据应用市场的差别，针对差别电压/电流水平的� ；そ饩黾苹芄患跎倩蛑浦褂傻缒苤柿咳哦鸬奈侍�，为设备正常运行提供可靠基础。

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