电_涌__抑_制

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1、电 涌 的 抑 制电涌抑制是电保护系统提供的一个重要功能。电涌会对计算机硬件造成严重的损害。然而必须知道，电涌只是影响计算机正常工作的众多干扰因素之一，造成计算机失灵和数据丢失的主要原因是电压过低，包括电压下降，衰弱，暗淡和断电(对于网络和多用户系统来说地线噪声可能是一个重要因素)。为了理解为什么电涌仅仅是电源缺陷的一个方面，我们必须了解对电源干扰的统计数字以及计算机易受哪些干扰。对数据线上的电涌抑制同电源线的电涌一样重要，对数据线上的电涌抑制的详细说明请参见“多用户系统电源保护的技术说明(TechnicalNoteonPowerProtectionforMulti-Us

2、erSystems)。电涌有大有小(电压值)，最大的电涌(超过1000伏)比最小的电涌(几十伏)发生的可能性要小的多。一盘比较有代表性的场所每小时的计算机会遭受数百次50伏或更大电涌的冲击，但1000伏以上的电涌也许一年也只碰上一、二次，这一点IBM和BELL(贝尔)实验室的研究数据能得到证明。实际的统计数字可能不同，特别是在高电涌的场所。IEEE587标准电气电子工程师协会(IEEE)发布的578标准对具有电涌的环境进行了描述，它把电涌环境分为A类(典型的办公室环境)和B类(建筑电源入口处)IEEE并且还叙述了在每种环境下电涌的最糟糕的波形，它可作为我们测试计算机冲击电

3、流及设计电涌抑制器时的参考。计算机对电涌的承受力如果不知道计算机对电涌确切的敏感性，那么对电涌的统计数据和测试都是无用的“电涌将使数据崩溃，计算机遭到严重损害”的论点就象“如果起风了，你的房子就会刮倒”之类的论点一样苍白无力。电涌产生破坏时都有一个临界值，仅仅知道电涌有破坏作用容易使人产生误解。所有计算机厂家都对电涌了如指掌，他们设计的计算机能在各种典型的电涌干扰下可*地工作，在现代的个人机、小型机、大型机的开关电源设计中去除电涌的干扰比较容易。最近《PCMagazine》杂志对IBM机对电涌的敏感性作了一次测试，发现即使没有外接电涌抑制器，机器在遭到IEEE587的A类

4、最坏的电涌干扰的情况下仍能正常工作，严重的B类电涌干扰也只是使机器暂时掉电，但又能重新启动！电涌抑制器不能完全消除电涌，但能减少电涌，附图中画出了APCSmart-UPS的电涌抑制器对IEEEB类6000伏电涌的抑制情况。这种电涌平均一年发生不到一次，Smart-UPS将其电压减少小到正常电压水平。这种表现比其它现有的电源抑制器好得多。电涌抑制技术抑制电涌有许多不同的方法，用在隔离和“串联”电路设计中的一些方法比较复杂，且成本比较高，但效果比较好。最简单和常用的抑制电涌的方法是采用“分流”或“并行”系统，这和系统在交流电的通路上设置了一个钳制装置。简单的“分流”设计最经济

5、的“分流”设计方法是和金属氧化可变电阻(MOV)钳制装置，这种抑流装置对300￣400V临界值以上的电压能起到钳制作用。采用该装置后，只有300400V以下的电压才能进入用户设备！电压超过临界值以上后，保护电路被激活，这样用户设备不可能遭到临界值以上电压的侵袭。该装置的一个特点是它需要“钳制响应时间”，这意味着在钳制电路发生作用前，可能有非常短暂的尖峰电流进入设备。这种装置的设计主要是用来防止对设备的灾难性破坏，与计算机等对电压较敏感的设备相比，该装置更适合于用在电压不太敏感的家电上。目前90％以上的电涌抑制器采用的是这种电路设计。带滤波的“分流”设计更高一级的措施是把

6、金属氧化可变电阻钳制电路与电磁干扰／射频干扰滤波器结合起来。电磁干扰／射频干扰抑制电涌非常有效，但它频繁地和电流钳制电路相互作用可能会产生大的暂态电流，我们在下一页将看到它的电流响应波形。比较高级的计算机冲击电流抑制器采用的是这种电路设计方法。其它“分流”设计有些钳制电路采用的不是金属氧化可变电阻，它们常采用硅雪崩二极管或者TRANSORB二极管，它的响应速度比MOV快，对有害的电涌反应非常灵敏。但是最大的这种元件的额定容量也比中等规格的MOV容量还小的多。有些设计除了用上术措施外，还采用了“气体放电管”钳制电路。气体放电秋钳制电路的反应较慢，但它能吸收大量的电涌，设备中

7、一般把它作为抑制交流冲击电流的“最后一道”措施，防止前面抑制器没有滤掉的电涌。“串行”或隔离设计最好的方法是采用串行或隔离设计法，它的电路电子元件被安置在交流走线和用户设备之间，设计上它能让60Hz的交流电通过，它对高频电流表现出很大的阻性。所以，对电涌该电路就象一道“混凝土墙”，而不是仅仅起“公流器”的作用。但由于大小、成本和散热量等方面的原因，可用的串行元件没有想象中的那么理想。所以为了获得更好的效果，该电路一般和分流钳制电路及滤波电路结合使用。串行电路如果设计的好的话，它的钳制响应时间为零，那没有必要采用硅雪崩二极管了。