電子線路多級過電壓保護電路設計探究

江陰市徐霞客綜合高級中學 曹天蕾

電子線路多級過電壓保護電路設計探究

江陰市徐霞客綜合高級中學 曹天蕾

一般情況下電子線路過壓會引起整個線路出現(xiàn)故障，從而導致線路上的電子設備發(fā)生故障，特別是對高壓的電子線路，因此對線路采取過壓的保護是非常重要的。雖然過電壓會影響到電子設備的正常使用，但是電子設備還是會跟著電子線路一起產(chǎn)生過電壓，這是無法避免的。電子設備產(chǎn)生的過電壓會損壞其電源，還會讓高壓線路電網(wǎng)傳輸失敗，因此只有在高壓電子線路中對過電壓信號進行一定的保護，才能夠確保電子設備的安全性以及使用時候的可靠性。本篇文章就是針對于電子線路多級過電壓保護電路設計進行的一個探究。

電子線路；過電壓；電路設計；電壓保護

一、引言

電子科學技術的快速發(fā)展，線路的搭建以及電網(wǎng)的傳輸已經(jīng)沒有辦法影響到電網(wǎng)的正常使用了，而現(xiàn)今真正能影響到其使用的就是電子設備的可靠性了。由于電子設備的應用在一直的增加中，所以電子設備的可靠性就變成了影響高壓線路電網(wǎng)傳輸?shù)闹饕蛩?。然而由于受到很多因素的影響，比如雷電、系統(tǒng)事故以及系統(tǒng)內(nèi)開關操作等方面的原因就會造成過電壓大大地超過額定電壓，雖然很多時候過電壓不能持續(xù)很長時間，值也較小而且也不會讓系統(tǒng)收到損害，然而當有危險性的過電壓產(chǎn)生且引發(fā)事故的時候，通常情況下會給運行管理的工作人員帶來不少的麻煩。

二、電子線路對過電壓保護的意義

二次設備保護設施是主要針對于電子設備以及電力系統(tǒng)遠離雷擊的，然而按照歷史的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，從分析的數(shù)據(jù)可以知道，在雷擊事故當中，百分之七十以上的供電線路是引起設備損壞的主要原因。所以，一定要對電源供電線路進行多級防雷以及防過電壓，畢竟在整個系統(tǒng)保護中此環(huán)節(jié)是最為重要的一個環(huán)節(jié)。由于市電的波動幅度很大的時候，因此可以在電子設備的電源電路中進行過電壓保護，這樣既能夠保護電源，又能夠讓電子設備更加的適應外界的環(huán)境，不僅如此還能夠增加系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性以及可靠性。

三、概述傳統(tǒng)過電壓的防護措施

在電子線路中，既要使用過電流保護電路又要使用過電壓保護電源的電子設備，以此就可以避免因為電源自身失效或者是開關瞬間在電源輸出端所產(chǎn)生的尖峰干擾等等過電壓現(xiàn)象，而且過電壓可以很容易的損壞電子設備中的電子元件，尤其是在現(xiàn)在的電子設備當中。因為當前的電子設備很多都應用到集成電路中了，而且這些元件電壓的適應范圍特別小，所以當供電電壓超過一定的范圍的時候，就會導致電子設備無法使用。

實際上能夠?qū)崿F(xiàn)過電壓防護的方式很許多。從電路的類型上可以分為電壓防護單獨設置以及與欠電壓以及過電流方步相配合而的；從電子設備的元件上可以分為晶體管、集成電路以及晶閘管、繼電器作為電子開關的。尤其是在近些年，在過電壓防護中已經(jīng)非常普遍的使用了集成電路了，畢竟集成電路具有其簡單且獨特的特征。然而電子元件以及電路不管怎么使用，電源的電壓為零或者是電源被切斷都是其最終的目標，畢竟只有這樣才可以讓電子設備的電子元件得到保護。

一般情況下，加裝保護設備是為了對過電壓進行保護，例如：抑制器。它是由壓敏電阻以及放電管等過電壓保護元件組成的，處理設備殘壓以及設備耐壓這一個問題是抑制器的最終目標，換句話說，在經(jīng)濟合理且技術支持下要盡量讓殘壓低于設備的耐壓。

四、電子線路多級過電壓保護電路的設計

（1）電子線路過壓檢測電路的設計

對于電源來說過電壓是非常有害的一個信息，如果瞬時過電壓不被壓制的話，就會由電源直接引入，從而就會導致電源的其他版塊不能正常的進行工作。當電源每一個版塊的電壓都升高的時候，就會直接讓電源版塊受到損害，從而會燒壞電子設備的元件。

如果對所有的過電壓的特點進行一個認識的話就可以有效的限制各種過電壓對電力系統(tǒng)的侵襲。最有效的把過電壓的幅值以及持續(xù)時間進行一個真實的展現(xiàn)的方法就是對現(xiàn)場的過電壓進行一定的檢測。在瞬時過電壓產(chǎn)生的時候，使用過電壓檢測電路就是過電壓防護的基本原則，只有這樣才可以對信號進行一定的檢測。下圖就是過電壓檢測電路的結(jié)構圖。

電源工作的時候不斷的進行判斷是過電壓檢測防護電路的主要作用。如果有過電壓產(chǎn)生的話，就會造成門欄電壓低于壓敏電阻兩端承受的電壓，從而就會造成壓敏電阻被擊穿，以至于出現(xiàn)短路現(xiàn)象或者是低阻值。而且因為過電壓對電壓值來說是一個很大的干擾信號，這樣就會在電流互感器的原級產(chǎn)生一個電流，同時線圈比也會在電流互感器的副級產(chǎn)生一個電流，再使用電阻儀器把電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號，并且把電壓信號輸入到電壓比較器中，當電壓比較器輸出高電平的時候，控制電源回路的就是控制脈沖1，最后就會斷開電源的電路開關，同時還會開啟備用電源，只有這樣才可以讓電源在受到電壓點信號的干擾的時候保護電源正常的工作。

（2）電子線路多級過電壓保護電路的設計

電子線路中電壓的浪涌是因為雷電流而產(chǎn)生的，因此在電子線路中，特別是高壓電子線路中浪涌電壓對電網(wǎng)的傳輸以及電子設備沖擊都是非常重要的。

浪涌電壓的處理方式有很多種，其中最好的處理方式就是使用吸收電路。一般情況下，都會使用緩沖電路，然而在使用緩沖電路的時候需要把市電路中的電感進行合理的分布，這樣才可以抑制電感和緩沖電容之間形成一個回路震蕩，因此，必須對主電路進行嚴格的設計，才可以在減小電路的同時也簡化緩沖電路的結(jié)構。

五、結(jié)束語

電子設備過電壓防護對于保證整個電子線路，特別是高壓電子線路的正常使用以及電子線路上的電子元件的可靠性都是非常重要的。

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