薄膜電容器在EMC領(lǐng)域中應(yīng)用課件

1、薄膜電容器在EMC領(lǐng)域中的應(yīng)用 上海向日亞電子有限公司 邱海樑7/25/20221主要課題電容器的基礎(chǔ)知識(shí)電容器在EMC中的應(yīng)用 EMC基礎(chǔ)知識(shí) 抑制電磁干擾電容器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)介紹 三種高壓試驗(yàn)介紹 浪涌保護(hù)方法阻燃標(biāo)準(zhǔn)向日亞安規(guī)電容器的認(rèn)證介紹 7/25/20222電容器定義：定義：由極板和介質(zhì)構(gòu)成，能儲(chǔ)存電荷的元件。圖1：薄膜電容器的基本結(jié)構(gòu)7/25/20223電容器單位單位：法拉F 1F=106F（微法）1012pF（皮法）1F =103nF（納法）1nF =103pF（皮法）3位數(shù)字表達(dá)：前2位有效讀數(shù);后1位是10的幾次方，單位皮法。 例：47347X103pF47nF0.047F7/2

2、5/20224電容器儲(chǔ)存電荷原理電容器充電原理：自然界有正負(fù)兩種電荷，電子帶的是負(fù)電荷，質(zhì)子帶的是正電荷，兩電荷間同性相斥異性相吸。在電容器未接通電源前，兩電極間都存在正負(fù)電荷自由流動(dòng)，當(dāng)電容器兩端接通電源后，電源上的正極由于存在大量正電荷就把相連極板上的負(fù)電荷全部吸過來，并通過電源流到電容器另一端極板上，而電源負(fù)極則把相連端的正電荷吸過來流到電源正極相連的極板上。直至電容器一個(gè)極板儲(chǔ)存滿正電荷，而另一個(gè)極板上儲(chǔ)存滿負(fù)電荷，這就是電容器的充電工作原理。7/25/20225二、薄膜電容器分類：按引線引出的方式分：有感、無感。有感（CL11）：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；容量小，耐壓低。無感（CL21、CB

3、B22等）：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；容量大，高頻性能好，帶金屬化結(jié)構(gòu)時(shí)，耐過壓。按結(jié)構(gòu)分：金屬化、箔式、金屬化箔式內(nèi)串7/25/20226各結(jié)構(gòu)電容器的特點(diǎn)金屬化（CL21、CBB22等）：體積小、自愈能力好、耐過電壓能力強(qiáng)；金屬接觸部分損耗大、耐高頻大電流能力差（一般使用）。箔式（CBB18等）：體積大、耐過電壓能力差、無自愈能力、金屬接觸部分損耗極小、耐高頻大電流好（高dv/dt能力場(chǎng)合）。金屬化箔式內(nèi)串（CBB81，PPS等）：有以上所有優(yōu)點(diǎn)，耐電壓能力強(qiáng)；但體積最大，生產(chǎn)成本高。（特殊高壓大電流場(chǎng)合）。7/25/20227按介質(zhì)材料分類：按材料分：聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。各自特

4、性：聚酯（CL、MKT）：正溫度系數(shù)、介質(zhì)損耗大（溫升略高）、耐過電壓能力不如聚丙烯、絕緣電阻小、體積小、正常的材料耐溫可達(dá)130左右。生產(chǎn)周期略長(zhǎng)。聚丙烯(CBB、MKP)：負(fù)溫度系數(shù)、介質(zhì)損耗小（溫升低）、耐過電壓能力強(qiáng)、絕緣電阻高、體積大、國(guó)內(nèi)材料最高耐溫105左右，最先進(jìn)的聚丙烯膜技術(shù)可使耐溫最高達(dá)120。7/25/20228按用途分類按用途分：直流(CL21、CBB22)、交流(CL61、CBB62)、高壓內(nèi)串箔式（CBB81）、箔式(CBB18)等。7/25/20229按認(rèn)證產(chǎn)品分： 按認(rèn)證產(chǎn)品分：普通電容器：使用于安全要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合，如所有的直流電容器等。安規(guī)電容器：可利用電容

5、器“隔直通交”的特性，跨接在電源兩端，過濾掉交流信號(hào)，使直流信號(hào)傳遞到使用線路中，由于這種電容是直接接在電源兩端，所以一旦起火將引起災(zāi)難性的后果。此類電容器執(zhí)行的性能標(biāo)準(zhǔn)為UL1283、UL1414、EN60384-14、VDE0565 、GB/T14472-1998。7/25/202210三、容器性能指標(biāo)：（所有指標(biāo)以環(huán)境溫度20為準(zhǔn)）容量：J(5%),K(10%),M(20%) 。以測(cè)試頻率1KHZ、20環(huán)境溫度、1VDC測(cè)量電平為準(zhǔn)。容量越小，測(cè)試電平影響越大，環(huán)境溫度對(duì)聚酯電容器的容量影響較大（約相差1/），測(cè)試頻率的改變對(duì)聚酯電容的容量影響極大（1KHZ測(cè)量比10KHZ測(cè)量容量大約1

6、）；聚丙烯電容器受溫度及頻率影響較小。損耗DF：有功功率和無功功率之比，即工作時(shí)因發(fā)熱消耗的能量。受測(cè)試頻率影響極大（頻率越高，損耗越大），1KHZ測(cè)量以介質(zhì)損耗為主，10KHZ測(cè)量包含介質(zhì)損耗和金屬部分損耗，頻率越高影響因素越多，所以10KHZ 測(cè)量加dv/dt測(cè)試最能反映電容器真正的好壞。相同容量的電容器端面越大，引線和噴金層接觸面積越大，損耗越小。容量越大，介質(zhì)損耗越大。7/25/202211絕緣電阻：即直流電壓加于電容器上并產(chǎn)生漏導(dǎo)電流之比。可分為體積漏導(dǎo)電阻和表面漏導(dǎo)電阻兩部分。表面漏導(dǎo)電阻和芯子受潮有關(guān)；體積漏導(dǎo)電阻和電容器介質(zhì)厚度有關(guān)：R=P*d/s（P 介質(zhì)電阻率；d 介質(zhì)厚度

7、；s 極板面積），容量和s成反比，所以容量越大，絕緣電阻越小，而介質(zhì)厚度和絕緣電阻成正比，所以小型化設(shè)計(jì)的電容器絕緣電阻無法達(dá)到正常設(shè)計(jì)電容器的標(biāo)準(zhǔn)。耐電壓（介電強(qiáng)度）：電容器抗擊穿能力，分電擊穿、熱擊穿、老化擊穿。 1電擊穿是電場(chǎng)作用下瞬時(shí)發(fā)生的擊穿，與電容器微觀結(jié)構(gòu)、介質(zhì)厚度、電極面積有關(guān)。因介質(zhì)內(nèi)部存在氣隙、極板邊緣電場(chǎng)畸變、潮氣進(jìn)入芯子等引起。 2 熱擊穿是由于介質(zhì)中某些弱點(diǎn)熱平衡狀態(tài)受到破壞，使電容器內(nèi)部溫度不斷升高，當(dāng)超過介質(zhì)最高極限溫度時(shí)引起的擊穿，一般由損耗引起。 3 電容器內(nèi)部發(fā)生電離，不一定立即失效，但長(zhǎng)期工作積累下，隨電離發(fā)展就產(chǎn)生了老化擊穿。7/25/202212特殊電

8、容器的特性指標(biāo)dv/dt能力：每微秒電壓上升速度，dv/dt指標(biāo)越高，電流越大、工作頻率越高，IEC規(guī)定以dv/dt試驗(yàn)1萬次后容量損耗的變化值來確定電容器的好壞?？姑}沖電壓能力：安規(guī)電容器（X1、X2、Y2）區(qū)別與普通交流電容器（CL61、CBB62）之處，即高電壓和很大的能量瞬時(shí)施加在被測(cè)電容器上，被測(cè)電容器不會(huì)損壞。7/25/202213電容器失效機(jī)理：電應(yīng)力影響：1 電流過載：開關(guān)或有關(guān)電路元件故障或雷擊或脈沖振幅過大產(chǎn)生瞬時(shí)大電流引起。2 電壓過載：設(shè)備轉(zhuǎn)換過程和突然切斷負(fù)荷而引起的電壓突變。3 頻率過高：在高頻或超高頻狀態(tài)下工作而未采用合適的電容器會(huì)產(chǎn)生的熱擊穿。4 功耗過大：當(dāng)產(chǎn)

9、品工作狀態(tài)下漏電流過大或線路上串聯(lián)電阻阻值較大時(shí)，因過耗過大產(chǎn)生熱量卻無理想的散熱的條件從而燒毀。（如降壓線路中，串聯(lián)電阻阻值過大會(huì)因功率過大產(chǎn)生很大的熱量從而燒毀電阻，而串聯(lián)電阻過小，則可能在啟動(dòng)時(shí)對(duì)電容器產(chǎn)生很大的dv/dt沖擊而使電容器燒毀）故在散熱條件很差，或功率過大的場(chǎng)合，不適宜使用小型化電容器。 7/25/202214環(huán)境應(yīng)力影響1 濕度影響：受潮后會(huì)產(chǎn)生水膜，引起容量漂移，介電強(qiáng)度、絕緣電阻降低，損耗增大導(dǎo)致早期失效。2 溫度影響：高溫下有機(jī)介質(zhì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)，導(dǎo)致電容器變形失效。3 振動(dòng)和沖擊：電容器受振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部壓力、造成金屬部分接觸不良、間隙開路甚至斷裂而造成失效。7/2

10、5/202215電容器在EMC中的應(yīng)用：電磁干擾EMI（electro magnetic interference）的定義：指影響系統(tǒng)性能之非正常的電壓和電流，通過電磁能量借傳導(dǎo)輻射的方法而介入元件、線路或系統(tǒng)中。與之對(duì)應(yīng)的是電磁兼容EMC（electro magnetic compatibility）：在特定環(huán)境中，元件、線路和系統(tǒng)能正常工作的條件和能力。濾波器的作用就是盡可能消除電磁干擾，而達(dá)到電磁兼容7/25/202216干擾的方式和特性： 按傳播方式分主要有傳導(dǎo)和輻射兩種，傳導(dǎo)產(chǎn)生的干擾主要由不當(dāng)?shù)鸟詈吓c能量的經(jīng)常變動(dòng)產(chǎn)生，此雜波產(chǎn)生物一般為電弧產(chǎn)生者，即突然改變電流或電壓方向和大小者

11、，如脈沖發(fā)生器、雷電、諧振等。任何電源線上傳導(dǎo)干擾信號(hào)，均可用差模和共模信號(hào)來表示。差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸，屬于對(duì)稱性干擾；共模干擾在導(dǎo)線與地（機(jī)殼）之間傳輸，屬于非對(duì)稱性干擾。在一般情況下，差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較??；共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。輻射干擾：輻射干擾產(chǎn)生物很多，電視臺(tái)、電臺(tái)、吹風(fēng)機(jī)、微波爐等因感受物和雜波產(chǎn)生體因距離近發(fā)生的干擾可稱為輻射干擾。一般可這么判別，借金屬物體傳送的為傳導(dǎo)干擾。借非金屬物體傳送的為輻射干擾。傳導(dǎo)式干擾產(chǎn)生于系統(tǒng)內(nèi)，而輻射干擾系統(tǒng)內(nèi)外都會(huì)產(chǎn)生 .7/25/202217電容器抑制電磁干擾的基本方法。 簡(jiǎn)

12、單的濾波器僅有一個(gè)電容組成，在高頻時(shí)電容器就似一個(gè)低阻抗地線，任何高頻信號(hào)都會(huì)被短路至地下，在低頻時(shí)電容器具有高阻抗，同時(shí)信號(hào)不受影響，因此電容器就是一種低通濾波器。7/25/202218選擇合適的電容器抑制共模和差模干擾為了抑制差模干擾，電容器可以連接在相線與相線或相線與零線間，此時(shí)一般采用X類電容器。為抑制共模干擾，可將電容器連接在各導(dǎo)線和地線間，此時(shí)應(yīng)采用Y類電容。帶有Y電容器的電氣、電子設(shè)備當(dāng)其接地端懸空時(shí)（如電視機(jī)），人體接觸到外殼或電路的公共參考端（電路接地電位）時(shí)，交流電源就會(huì)通過Y電容器、人體、大地形成圖示回路，人體流過“漏電流”，當(dāng)漏電流很小時(shí)，使人有麻電的感覺，這是否安全呢

13、？電氣安全規(guī)定在一般情況下流過人體的“漏電流”必須小于0.5mA才能保證人身安全。這就是CY電容器的電容量的選擇依據(jù)，換而言之，CY電容器的電容量越大抑制電磁干擾效果越好，但是所可能產(chǎn)生的“漏電流”必須在人身安全電流以下。醫(yī)療電子設(shè)備特別是參與介入治療的電子設(shè)備的“漏電流”必須小于10A。因此，這樣的醫(yī)療設(shè)備必須良好接地，而不能指望減小CY的電容量來得到低的漏電流。這也同樣說明為什么要求CY電容器那么嚴(yán)酷的原因了。所以CY電容器是不能用其他電容器替代的。如果既要抑制共模干擾又要抑制差模干擾，則可采用三角形連接的電容組合。7/25/202219典型的濾波器線路如果要消除共模和差模以及其他各種頻段

14、下的干擾，則應(yīng)采用更復(fù)雜的濾波器線路，通常此線路由電容及電感組成。下圖為一個(gè)簡(jiǎn)單的濾波器線路，電容Cx是用來分流任何高頻的差模電流，使他們無法進(jìn)入接受端，電容Cy是用來分流通往大地的共模電流，電感L1和L2則抑制任何共模電流CxCyL1L27/25/202220抑制雜波干擾的方式常用有三種：濾波、屏蔽與隔離（隔離也可視為屏蔽的方式之一）。濾波通常通過線路來解決，可抑制住傳導(dǎo)干擾。輻射干擾一般通過屏蔽和隔離來解決。因金屬物和磁性材料可反射和吸收電磁波，故一般采用金屬物或磁性材料來屏蔽，低頻時(shí)，磁場(chǎng)反射損失較小，通常以磁性材料為屏蔽物。高頻磁場(chǎng)的屏蔽則應(yīng)選用金屬物。理想的屏蔽對(duì)需要屏蔽的頻率來講是

15、不應(yīng)有任何洞或間隙，為了散熱和安裝打孔尺寸應(yīng)按波導(dǎo)設(shè)計(jì)方式計(jì)算。截止波導(dǎo)通風(fēng)窗設(shè)計(jì)時(shí)一般主要以下幾點(diǎn):(1)截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的截止頻率和衰減參數(shù)必須大于電磁屏蔽室的屏蔽性能。(2)截止波導(dǎo)通風(fēng)窗的格柵宜采用六角型，以提高通風(fēng)量。(3)用于穿過屏蔽層的非金屬材料(如光纖、氣體或液體)，所需的波導(dǎo)管的截面尺寸和長(zhǎng)度均應(yīng)按電磁屏蔽性能要求設(shè)計(jì)。所用材料可為冷拉圓鋼(表面鍍鋅)或黃銅等。理想的全頻段屏蔽為了冷卻和安裝，采用冷媒、冷卻和復(fù)合屏蔽的技術(shù)（如潛艇、坦克飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等的制造工藝）。7/25/202221隔離也是抑制EMI的另一種方法，一般來說高壓線路和設(shè)備必須與低壓的類比或數(shù)位線路隔離，像馬

16、達(dá)、高壓電源、電焊機(jī)等均屬高壓設(shè)備，應(yīng)盡可能和計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)隔離。瞬態(tài)突波對(duì)電子系統(tǒng)的傷害和人身安全的威脅是非常大的，產(chǎn)生瞬態(tài)的原因是電網(wǎng)上的突波、雷擊等。普通的電容器是無法保證承受和吸收突波的。因UL1414和IEC60384-14 的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了電容器必須通過和吸收瞬態(tài)突波方可算符合安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的電容器，才能打印安全認(rèn)證標(biāo)記 。所以濾波器應(yīng)選用有突波吸收性能的安規(guī)電容。7/25/202222抑制電磁干擾電容器標(biāo)準(zhǔn)：三種不同的標(biāo)準(zhǔn)的介紹： 抑制電磁干擾電容器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEC60384-14,我們國(guó)內(nèi)的GB/T14472-981和歐洲的EN60384-14以及世界上其他國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)都和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)完

17、全相同。 需注意的是美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)為UL1414,此標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際其他標(biāo)準(zhǔn)有不同之處。最主要的不同之處如下表：7/25/202223UL1414和IEC標(biāo)準(zhǔn)的不同之處標(biāo)準(zhǔn)最低脈沖電壓 (105)最低脈沖電壓 105最高試驗(yàn)溫度 標(biāo)稱電壓UL14144KV4KV90 250VAC IEC2.5KV4KV/C 自選自選 7/25/202224由于UL1414標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)，許多電容無法達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，故許多供往美國(guó)的安規(guī)電容采用了UL1283標(biāo)準(zhǔn)，但UL1283標(biāo)準(zhǔn)的英文名為EMI filters 即濾波器，所以并不是嚴(yán)格意義上的電容器標(biāo)準(zhǔn)，UL1283標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)一樣可以自選任何溫度和標(biāo)稱電壓，但沒有了脈沖要

18、求，只是對(duì)電容器的耐壓提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，從嚴(yán)酷度來說，比IEC標(biāo)準(zhǔn)低一些，比UL1414更低。7/25/202225安規(guī)電容器和普通交流電容器的不同之處 型號(hào) 耐電壓 脈沖電壓 耐久性 充放電 普通電容 22Ur 無要求 1.25Ur 無要求 安規(guī)電容 4.3Ur 最低2.5KV 1.25Ur1KVAC 0.1s /H最低100V/s 7/25/202226安規(guī)電容的種類： 分X和Y兩大類X類:根據(jù)不同的脈沖要求分X1、X2、X3,X1脈沖電壓4KV，X2脈沖要求2.5KV,X3無脈沖要求。需注意的是UL1414要求最低4KV脈沖，所以能符合UL1414標(biāo)準(zhǔn)的必須是X1等級(jí)的電容。X類電容是只

19、能跨接在電源兩端，抑制差模干擾，不能用在接地抑制共模干擾的。Y類電容：根據(jù)不同的脈沖分Y1、Y2、Y3，Y1的脈沖要求是8KV，Y2的脈沖要求是5KV，Y3無脈沖要求。目前國(guó)內(nèi)的薄膜電容只能做到Y(jié)2。Y2電容的脈沖要求要高于X類電容。Y2電容可以使用在接地抑制共模干擾上，當(dāng)然也可以用在電源兩端抑制差模干擾。Y1電容由于脈沖要求太高，單個(gè)金屬化薄膜類的電容器很難達(dá)到，但有的濾波器廠家是用兩個(gè)Y2的金屬化薄膜電容串聯(lián)后使用來達(dá)到Y(jié)1的抗脈沖效果。也有用陶瓷電容來做Y2電容的，但陶瓷電容和薄膜電容相比有溫度系數(shù)大和穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。7/25/202227濾波器和抗干擾電容器的三種常用的高壓試驗(yàn)波形：電

20、容器脈沖試驗(yàn)波形（適用于電氣電路）1.2S47SVpp50%Vpp7/25/202228浪涌試驗(yàn)波形（適用于電源電路輸入端）7/25/202229振鈴波試驗(yàn)波形（適用于供電回路）T1上升時(shí)間（開路電壓0.5S,短路電流1S）T=振蕩周期（10S）10%90%100%60%濾波器振鈴波試驗(yàn)波形圖7/25/202230振鈴試驗(yàn)等級(jí)等級(jí)共模電壓（KV）差模電壓(KV）10.50.25210.532144257/25/202231三種試驗(yàn)的不同之處試驗(yàn)方法試驗(yàn)次數(shù)間隔時(shí)間試驗(yàn)電壓合格標(biāo)準(zhǔn)脈沖試驗(yàn)324次10S峰值能顯示3次完整的波形，外觀不裂，電性能參數(shù)變化小于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。浪涌試驗(yàn)直流正負(fù)各5次，交流

21、每9度5次1M峰值+反向30%外觀不破裂，正常工作振鈴試驗(yàn)正負(fù)極性各5次1S峰值+反向60%不應(yīng)出現(xiàn)危險(xiǎn)或不安全的后果驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)程序和試驗(yàn)結(jié)果的說明必須在專門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中加以描述技術(shù)規(guī)范可以定義對(duì)產(chǎn)生的影響這些影響可認(rèn)為是不重要的因而是可接受的7/25/202232總結(jié)：三種試驗(yàn)中，最嚴(yán)酷的是振鈴試驗(yàn)，但振鈴試驗(yàn)判別是否合格的標(biāo)準(zhǔn)最寬松，有四種判別方式，最低限度只要不造成安全隱患即可接受。脈沖試驗(yàn)最寬松，但脈沖試驗(yàn)判別是否合格的標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)，對(duì)被測(cè)電容所有參數(shù)變化有嚴(yán)格要求。浪涌試驗(yàn)介于兩者之間。在選擇電容器時(shí)，應(yīng)注意三種試驗(yàn)的峰值電壓是不同的，浪涌和振鈴都有下沖電壓。而脈沖試驗(yàn)沒有下沖電壓。

22、7/25/202233如何避免濾波器浪涌試驗(yàn)失敗選用高脈沖等級(jí)的電容器。端口加壓敏電阻，在超高壓時(shí)電阻阻值會(huì)大幅降低，將浪涌能量泄放掉 1）優(yōu)點(diǎn)：峰值電流承受能力較大，價(jià)格低。 2）缺點(diǎn)：鉗位電壓較高（取決于最大浪涌電流），一般可以達(dá)到工作電壓的23倍，因此電路必須能承受這么高的浪涌電壓。另外，壓敏電阻隨著受到浪涌沖擊次數(shù)的增加，漏電流增加。如果在交流電源線上應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致漏電流超過安全規(guī)定的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，壓敏電阻會(huì)因過熱而爆炸。壓敏電阻的其他缺點(diǎn)還有：響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，寄生電容較大。 3）適用場(chǎng)合：直流電源線、低頻信號(hào)線，或者與氣體放電管串聯(lián)起來用在交流電源線上 7/25/202234加瞬態(tài)二極管，

23、 當(dāng)二極管上的電壓超過一定幅度時(shí)，器件迅速導(dǎo)通，從而將浪涌能量泄放掉。（1）優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間短，鉗位電壓低（相對(duì)于工作電壓）。（2）缺點(diǎn)：由于所有功率都耗散在二極管的PN結(jié)上，因此它所承受的功率值較小，允許流過的電流較小。一般的二極管器件的寄生電容較大，如在高速數(shù)據(jù)線上使用，要用特制的低電容器件，但是低電容器件的額定功率往往較小。（3）適用場(chǎng)合：浪涌能量較小的場(chǎng)合。如果浪涌能量較大，要與其他大功率浪涌抑制器件一同使用，瞬態(tài)二極管作為后級(jí)防護(hù)。7/25/202235加氣體放電管，當(dāng)氣體放電管上的電壓超過一定幅度時(shí)，器件變?yōu)槎搪窢顟B(tài)，阻抗幾乎為零。這種導(dǎo)通原理與控制電感性負(fù)載的開關(guān)觸點(diǎn)被擊穿的原理相

24、同，只是這里兩個(gè)觸點(diǎn)之間的距離和氣體環(huán)境是控制好的，可使擊穿電壓為一個(gè)確定值。氣體放電管一旦導(dǎo)通后，它上面的電壓會(huì)很低。（1）憂點(diǎn)：承受電流大，寄生電容小。（2）缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。另外，由于維持它導(dǎo)通所需要的電壓很低，因此當(dāng)浪涌電壓過后，只要加在氣體放電管上的電壓高于維持電壓，它就會(huì)保持導(dǎo)通。在交流場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)，只有當(dāng)交流電過零點(diǎn)時(shí)，它才會(huì)斷開，因此會(huì)有一定的跟隨電流。由于跟隨電流的時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致放電管觸點(diǎn)迅速燒毀，從而縮短放電管的壽命。（3）適用場(chǎng)合：信號(hào)線或工作電壓低于導(dǎo)通維持電壓的直流電源線上（一般低于10V）；與壓敏電阻組合起來用在交流電源線上。7/25/202236三種浪涌抑制保護(hù)器

25、的工作波形7/25/202237氣體放電管和壓敏電阻都不適合單獨(dú)在交流電源線上使用。氣體放電管的問題是跟隨電流效應(yīng)。壓敏電阻的問題是隨著受浪涌作用的次數(shù)增加交流漏電流增加。比較實(shí)用的方案是將氣體放電管與壓敏電阻以及電容串聯(lián)起來使用。如圖所示。如果在壓敏電阻上并聯(lián)一個(gè)電容，浪涌電壓到來時(shí)，可以更快地將電壓加到氣體放電管上，縮短導(dǎo)通時(shí)間。這種氣體放電管與壓敏電阻的組合除了可以避免上述缺點(diǎn)以外，還有一個(gè)好處就是可以降低限幅電壓值。在這里可以使用導(dǎo)通電壓較低（低于工作電壓）的壓敏電阻，從而可以降低限幅電壓值。圖8的連接方式對(duì)浪涌電壓的抑制作用如圖9所示。7/25/202238氣體放電管與壓敏電阻組合起

26、來的效果 7/25/202239需要注意的是，浪涌抑制器件的壽命不是永久的，總會(huì)失效。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該便于更換浪涌抑制器件。并且，當(dāng)浪涌抑制器件失效時(shí)，應(yīng)該有明顯的顯示，提醒維護(hù)人員進(jìn)行更換。浪涌抑制器件的失效模式一般為短路，這可以稱為安全模式。因?yàn)楫?dāng)浪涌抑制器短路時(shí)，線路會(huì)出現(xiàn)故障，從而提醒維修人員更換浪涌抑制器。但是，也有開路失效模式的可能性，這時(shí)往往會(huì)給設(shè)備帶來危險(xiǎn)，因?yàn)樵O(shè)備會(huì)直接處于沒有保護(hù)的狀態(tài)下。7/25/202240塑料件阻燃標(biāo)準(zhǔn)：全世界使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，是UL94標(biāo)準(zhǔn)，主要內(nèi)容如下： UL94可然性試驗(yàn)包括下述四個(gè)測(cè)試方法： 材料分類為UL94HB的水平燃燒測(cè)定方法 材

27、料分類為UL94V-0 ULV-1 ULV-2的垂直燃燒測(cè)試方法 材料分類為UL5V的垂直燃燒測(cè)試方法 材料分類為94VT M-0、94VT M-1、94VT M-2的垂直燃燒測(cè)試方法（超薄材料的防火標(biāo)準(zhǔn)）7/25/202241材料分類為UL94HB的水平燃燒試驗(yàn)測(cè)試裝置:測(cè)試爐,燃燒器,金屬絲網(wǎng).濕度溫度控制室內(nèi)進(jìn)行試樣大小:13013(mm)光滑邊緣從末端沿其長(zhǎng)度,分別在25mm和100mm處標(biāo)上刻度線,點(diǎn)燃燃燒器, 灼燒30s(不改變?nèi)紵魑恢?把試樣移開)測(cè)試0-25mm的燃燒速度. 若不到30s就燃燒到25mm處,則撤去火焰,測(cè)試火焰前沿到25mm的速度.每個(gè)試驗(yàn)應(yīng)測(cè)5個(gè)試樣,取最大燃燒速度或燃燒長(zhǎng)度為材料評(píng)定標(biāo)準(zhǔn).對(duì)于厚度為3-13mm的試樣,如燃燒速度不大于38mm/min或?qū)τ诤穸刃∮?mm,燃燒速度不大于76mm/min或試樣燃燒100mm前熄滅,該塑料可劃歸為94HB級(jí).7/25/202242材料分類為UL94V-0 ULV-1 ULV-2的垂直燃燒試驗(yàn) 根據(jù)樣品燃燒時(shí)間,是否引燃脫脂棉等結(jié)果,從高到低分為U