对于主电源连接电路:我需要保护什么以及如何做?

电器工程 电源 电路保护
2022-01-26 01:13:29

我在电源电压和为它们设计保护电路方面没有很多经验。我不知道:

A) 我需要防范什么?我知道我不需要担心电源线上的 10kV 电压瞬变,但是 300V 尖峰呢?电源电压标称值为 120Vrms(在美国,针对住宅用户),但预期和计划的最大值是多少。

B) 我该如何防范它?对于电压瞬变,我可以使用 TVS 二极管或 MOV,但我不知道如何选择。我什么时候使用一个而不是另一个?对于过压保护,是否有交流版本的撬棒?

关于保护什么以及如何保护电源电路,有哪些好的指导方针?

笔记:

为了避免不可避免的“过于模糊”的投票,我想提一下,我只对以下内容感兴趣:

  • “住宅电源布线将对其上的电路呈现哪些常见电压问题”和
  • 防止这些问题的基础是什么”

我意识到可能有很多关于电路保护电路的书籍,但我认为一个非常基本的答案在这里非常合适。

2个回答

电子设备的保护通常在 IEC 61000 标准中定义。它包括ESD保护(61000-4-2)、EFT抗扰度(61000-4-4)、61000-4-5(闪电浪涌抗扰度)等。该标准是关于典型浪涌类型的集体智慧在那里,并定义了几类设备保护。以下是Texas Instruments 的一个示例,其中包含要防止什么以及如何保护的示例。还有许多其他好的文章,包括保护解决方案的例子。关键字是“IEC 61000”。

您的功率计仅将消弧间隙设置为 6kV 标准。所以你可以期待任何比这更少的东西,可能更多,可能在佛罗里达州,瞬态不会电离间隙。

这就是为什么佛罗里达州烧坏的 LED 在廉价 PAR 灯中如此普遍的原因。

抑制峰值电压的一种方法是通过使用两个 X1 电容和一个扼流圈或三阶 LPF 的线路滤波器。这将 10kV 尖峰降低到 <3kV 甚至低至 300V,但会及时延长它们。

因此,Optoisolator 产品假设您知道这一点,并且都额定为 3kV 隔离。

您为钳位这些电压而添加的任何保护都必须能够处理随后的电流。

气管可以处理 10kA 的浪涌,但希望您能熔断输入。

MOV 既便宜又好,但只能吸收偶尔的浪涌,并且在能量累积这么多焦耳后会失效。扼流圈允许限制电流的上升速率,直到它们饱和,然后它们的行为就像绕线电阻器。

这是线路滤波器的一些工业设计背景LED 灯泡中的线路滤波器必须通过这些测试,而且并非所有供应商都合法地声称它们是合规的。

没有“一刀切”的解决方案,因为对低成本、高可靠性以及新的 EMC 合规性要求 >= 100W 的设备必须使用有源 PFC 等具有 >=0.9 的功率因数。