스위칭 전원 공급 장치의 서지 보호 원리
서지 보호기로도 알려진 서지 보호 장치(SPD)는 과도 과전압을 제한하고 라이브 시스템에서 방전 서지 전류를 유도하는 데 사용되는 비선형 보호 장치이며 내전압 수준이 낮은 전기 제품 또는 전자 시스템을 보호하는 데 사용됩니다. 낙뢰 및 낙뢰 전자기 펄스 또는 작동 과전압 손상으로부터 보호됩니다. 최근 몇 년 동안 전자 정보 시스템(텔레비전, 전화, 통신, 컴퓨터 네트워크 등)이 빠르게 발전하고 수많은 전자 정보 장치가 등장하여 대중화되었습니다. 이러한 시스템 및 장비는 종종 비싸고 중요하며 작동 전압 및 내전압 수준이 매우 낮아 번개 전자기 펄스에 매우 취약합니다. 따라서 전압 보호를 위해 SPD가 필요합니다.
여러 국가에서 따르는 표준이 다르기 때문에 제품 사양이 통일되지 않고 매개 변수 식별도 자체 강조되어 다른 전기 제품 사양보다 훨씬 열등하여 설계 및 선택에 큰 불편을 초래합니다. 엔지니어링 디자인에서 공통 브랜드는 원산지에 따라 국내 제품, 유럽 제품 및 미국 제품으로 나눌 수 있습니다. 국내 제품의 매개 변수 설정은 다양한 사양과 높은 잔압으로 혼란 스럽습니다. 표준화된 제품의 일부 모델 설정은 유럽 제품을 모방하고 일부는 국가 교정 매개변수를 따릅니다. 대부분의 제품에는 In과 Imax가 표기되어 있습니다. 국내 제품은 상대적으로 응용 사이트 요구 사항이 낮고 건물 등급이 낮으며 장비 내전압 값이 크기 때문에 일부 매개 변수 요구 사항을 적절하게 완화할 수 있습니다.
유럽 제품은 일반적으로 최대 방전 전류를 표시하며 제품 모델도 이 매개변수에 따라 설정됩니다. 예를 들어 유명한 유럽 브랜드의 XXX65 및 XXX40의 경우 값 65 및 40은 Imax입니다. 그러나 중국 표준은 유형 선택에 공칭 방전 전류 In을 사용해야 한다고 명시하고 있으며, 이는 현재 엔지니어링 설계에서 직면하는 당혹스러운 상황입니다. 제품정보 확인결과 XX65의 In 값은 20kA를 넘지 않고, XX40의 In 값은 15kA를 넘지 않습니다. GB50343의 권장 값에 따르면 이 두 제품은 장비 터미널의 3단계 보호에만 사용할 수 있지만 실제 설계에서는 1단계와 2단계에 설치되어 선택 매개변수와 분명히 일치하지 않습니다. 국가 표준 및 잔류 전압 높은 일반 모델은 일반적으로 1200V를 초과하며 배선 환경이 좋지 않으면 장비의 내전압 값을 초과하기 쉽습니다. 일반적으로 유럽산 제품은 Uc값이 작고 선간전압이 기회주의적으로 표기되어 있어 모델선정시 오해의 소지가 있습니다.
SPD 작동 방식
서지 보호기는 220/380V 저전압 전원 공급 장치 보호에 적합합니다. 비선형 구성 요소입니다. IEC규격에 따르면 서지보호기는 도체선로의 과전압과 과전류를 주로 억제하는 장치이다. 서지 프로텍터는 보호 역할을 합니다. 기본 요구 사항은 통과할 것으로 예상되는 낙뢰 전류를 견뎌야 하며 서지의 최대 클램핑 전압을 통해 낙뢰 전류가 통과한 후 발생하는 상용 주파수 연속 흐름을 효과적으로 소화할 수 있고 순간적인 전력선과 신호 전송선으로 급상승하십시오. 과전압은 장비나 시스템이 견딜 수 있는 전압 범위 내에서 제한하거나 강한 낙뢰 전류를 지면으로 누설하여 보호 장비나 시스템을 충격으로 인한 손상으로부터 보호합니다.
서지 보호기의 종류와 구조는 용도에 따라 다르지만 비선형 전압 제한 요소가 하나 이상 포함되어 있습니다. 일반적으로 사용되는 서지 보호기는 MOV(금속 산화물 배리스터) 및 가스 방전관을 포함합니다. 전력 서지는 많은 에너지를 포함하며 멈출 수 없습니다. 이러한 이유로 민감한 전기 장비를 전기 서지로 인한 손상으로부터 보호하기 위한 전략은 서지를 장비에서 접지로 분로시키는 것입니다.
서지 보호기 MOV는 세 부분으로 구성됩니다. 중간은 금속 산화물 재료이고 두 개의 반도체는 전원과 접지에 연결됩니다. 서지가 발생하면 MOV는 즉시 작동하며 응답 시간은 1~3나노초입니다. MOV의 "V"는 가변 저항입니다. 응답 순간 MOV의 저항은 최대값에서 거의 0옴까지 떨어지고 과전류는 MOV를 통해 접지로 흐릅니다. 보호된 전기 장비는 정상 작동 전압에서 계속 작동합니다. 반도체 소자는 전압 변화에 따라 저항이 변하는 성질을 가지고 있습니다. 전압이 특정 값 이하이면 반도체에서 전자의 이동으로 인해 높은 저항이 생성됩니다. 반대로 전압이 특정 값을 초과하면 전자의 움직임이 바뀌고 반도체의 저항은 0옴에 가깝게 감소합니다. 전압은 정상이며 서지 보호기 MOV는 유휴 상태이므로 전력선에 영향을 미치지 않습니다.
서지 프로텍터 MOV의 장단점 지표: (1) 클램핑 전압: MOV를 접지에 연결시키는 전압 값을 나타냅니다. 클램핑 전압이 낮을수록 보호 성능이 향상됩니다. (2) 에너지 흡수/소산 용량: 이 공칭 값은 서지 보호기가 소진되기 전에 흡수할 수 있는 에너지 양을 줄 단위로 나타냅니다. 값이 높을수록 보호 성능이 향상됩니다. (3) 응답 시간: 서지 보호기는 즉시 분리되지 않고 서지에 응답하는 데 약간의 지연이 있습니다.
또 다른 일반적인 서지 보호 장치는 가스 방전관입니다. 이 가스 방전관은 MOV와 동일한 기능을 수행하며 두 와이어 사이의 도체로 불활성 가스를 사용하여 과도한 전류를 라이브에서 접지로 이동합니다. 전압이 특정 범위에 있으면 가스의 구성에 따라 불량 전도체로 결정됩니다. 전압이 이 범위를 벗어나면 전류가 가스를 이온화할 만큼 충분히 강해 가스 방전관이 매우 우수한 전도체가 됩니다. 전압이 정상 수준으로 돌아올 때까지 접지로 전류를 전도한 다음 다시 불량 전도체가 됩니다.
(1) 전력선 SPD
낙뢰의 에너지는 매우 크기 때문에 계층적 방전이라는 방법을 통해 단계적으로 낙뢰의 에너지를 지면으로 방출할 필요가 있다. 직격뢰 비보호구역(LPZ0A) 또는 직격뢰보호구역(LPZ0B)과 제1보호구역(LPZ1)이 만나는 지점에 서지보호기를 설치하거나 1급 등급 분류 시험을 최초로 통과한 전압 제한 서지 프로텍터 1차 보호 등급은 직접 낙뢰 전류를 방전하거나 송전선로가 낙뢰에 직접 부딪쳤을 때 전도된 막대한 에너지를 방전합니다. 1차 보호영역 이후 각 구획의 접점(LPZ1 영역 포함)에 2차, 3차 이상의 보호등급으로 전압제한용 서지보호기를 설치한다. 2단 보호기는 전단 보호기의 잔류 전압과 해당 지역의 유도 낙뢰에 대한 보호 장치입니다. 전방 레벨에서 큰 낙뢰 에너지 흡수가 발생하면 여전히 장비 또는 3 레벨 프로텍터에 대해 상당히 큰 부분이 있습니다. 에너지가 전달되고 2단계 보호 장치에 의해 추가로 흡수되어야 합니다. 동시에 1급 낙뢰 보호 장치를 통과하는 송전선도 낙뢰 전자기 펄스 방사를 유도합니다. 라인이 충분히 길면 유도 번개 에너지가 충분히 커지므로 번개 에너지를 더 방전하려면 2단계 보호기가 필요합니다. 3단계 보호기는 2단계 보호기를 통과하는 잔여 번개 에너지를 보호합니다. 보호 장비의 내전압 수준에 따라 2단계 낙뢰 보호가 장비의 내전압 수준보다 낮은 전압을 제한할 수 있는 경우 2단계 보호만 필요합니다. 장비의 내전압 수준이 낮으면 4단계 또는 그 이상의 보호 수준.
신호선 SPD
정보 시스템의 광범위한 적용으로 인해 많은 수의 네트워크 회선과 전자 장비의 낮은 내전압 수준으로 인해 낙뢰는 정보 시스템에 점점 더 해 롭습니다. 정보시스템에 대한 낙뢰의 피해는 주로 선로를 따라 전도되는 낙뢰 과전압 파동, 접지선의 낙뢰 전류에 의해 발생하는 고전력 반격, 낙뢰의 정전기 유도 및 전자기 유도를 포함하는 낙뢰 전자기 펄스에 의해 발생합니다. 전자기장. 전자기 펄스에 대한 보호 조치에는 차단, 분로, 등전위 본딩, 차폐, 접지 및 합리적인 배선이 포함됩니다. 신호선에 SPD를 설치하는 것은 전자기 펄스를 방지하기 위한 정보 시스템의 중요한 조치입니다. 차단, 분로 및 등전위 본딩의 역할을 동시에 수행할 수 있습니다. 신호 라인 SPD는 보호 장비의 신호 포트에 연결되어야 합니다. 출력 단자는 보호 장비의 포트에 연결되며 직렬 연결과 병렬 연결로 나눌 수 있으며 일반적으로 신호 라인에 직렬로 설치됩니다. 따라서 신호 SPD를 선택할 때 삽입 손실이 작은 SPD를 선택해야 합니다.
