電源適配器壓敏電阻防雷小知識(shí)

電源適配器作為現(xiàn)代電子設(shè)備的重要組成部分，其安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到設(shè)備的運(yùn)行效果和使用壽命。雷電作為一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害，對(duì)電源適配器的危害不容忽視。因此，在電源適配器的設(shè)計(jì)中，防雷措施顯得尤為重要。

一、雷電對(duì)電源適配器的危害

雷電是一種強(qiáng)大的自然現(xiàn)象，其蘊(yùn)含的能量極大，瞬間放電產(chǎn)生的電壓和電流可高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏特和數(shù)千安培。雷電主要通過(guò)兩種途徑對(duì)電源適配器造成危害：直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷是直接擊中電源適配器的雷電，這種情況雖然較為罕見(jiàn)，但一旦發(fā)生，其破壞力是毀滅性的。感應(yīng)雷則是雷電在附近放電時(shí)，通過(guò)電磁感應(yīng)在電源適配器的線路中產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓，這種情況更為常見(jiàn)。

雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓會(huì)對(duì)電源適配器的電路造成嚴(yán)重的沖擊，可能導(dǎo)致電子元器件損壞、電路短路甚至火災(zāi)等嚴(yán)重后果。因此，采取有效的防雷措施，保護(hù)電源適配器免受雷電侵害，是確保設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

二、壓敏電阻在防雷中的應(yīng)用

壓敏電阻(Voltage Dependent Resistor，簡(jiǎn)稱VDR，或Varistor)是一種具有非線性伏安特性的電阻器件。其主要作用是在電路承受過(guò)壓時(shí)，進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流，以保護(hù)敏感器件。壓敏電阻的電阻體材料通常是半導(dǎo)體，因此它屬于半導(dǎo)體電阻器的一種。

壓敏電阻的工作原理可以概括為：當(dāng)加在其兩端的電壓低于其閾值(UN)時(shí)，流過(guò)它的電流極小，相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)窮大的電阻，此時(shí)壓敏電阻相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān);當(dāng)電壓超過(guò)UN時(shí)，壓敏電阻的阻值迅速減小，流過(guò)它的電流激增，相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)窮小的電阻，此時(shí)壓敏電阻相當(dāng)于一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)。利用這一特性，壓敏電阻可以在電路出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，將電壓鉗位在一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而保護(hù)后級(jí)電路不受損害。

在電源適配器中，壓敏電阻通常被用作防雷元件，其主要作用是吸收雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓，防止其對(duì)電路造成損害。當(dāng)雷電產(chǎn)生的高電壓沖擊電源適配器時(shí)，壓敏電阻會(huì)迅速響應(yīng)，將過(guò)電壓鉗位在一個(gè)較低的水平，同時(shí)短路引起的過(guò)流會(huì)燒毀前方的保險(xiǎn)管或迫使空氣開(kāi)關(guān)跳閘，從而強(qiáng)制切斷電源，保護(hù)電路不受損害。

三、壓敏電阻的選型與參數(shù)

在選擇用于電源適配器防雷的壓敏電阻時(shí)，需要考慮多個(gè)因素，包括最大連續(xù)工作電壓、壓敏電壓、最大限制電壓、最大能量、最大峰值電流等參數(shù)。

最大連續(xù)工作電壓：這是壓敏電阻在正常工作條件下能夠承受的最大電壓值。在選擇時(shí)，應(yīng)確保最大連續(xù)工作電壓略低于壓敏電壓值，以避免影響壓敏電阻的使用壽命。

壓敏電壓：指通過(guò)規(guī)定持續(xù)時(shí)間的脈沖電流(通常為1mA，持續(xù)時(shí)間小于400ms)時(shí)，壓敏電阻器兩端的電壓值。在電源適配器中，壓敏電壓的選擇應(yīng)根據(jù)設(shè)備的工作電壓和可能遇到的過(guò)電壓情況來(lái)確定。

最大限制電壓：在壓敏電阻能夠承受的最大脈沖峰值電流及規(guī)定波形下，壓敏電阻兩端電壓的峰值。這個(gè)參數(shù)決定了壓敏電阻在過(guò)電壓沖擊下的保護(hù)能力。

最大能量：壓敏電阻在承受過(guò)電壓沖擊時(shí)所能吸收的最大能量。這個(gè)參數(shù)與壓敏電阻的壽命和可靠性密切相關(guān)。

最大峰值電流：在特定的脈沖電流波形(如8/20μs)沖擊下，壓敏電阻能夠承受的最大沖擊電流。這個(gè)參數(shù)反映了壓敏電阻在極端條件下的承受能力。

此外，還需要考慮壓敏電阻的耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流、沖擊能量以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時(shí)的平均功率。同時(shí)，壓敏電阻的連續(xù)工作電壓壽命和沖擊壽命也是重要的選型依據(jù)。

四、壓敏電阻在電源適配器中的實(shí)際應(yīng)用

在電源適配器的防雷設(shè)計(jì)中，壓敏電阻通常與保險(xiǎn)絲、過(guò)壓保護(hù)器等元件配合使用，形成完整的防雷保護(hù)電路。例如，在三相四線制供電系統(tǒng)中，第一級(jí)防雷通常采用高能避雷器，將雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓短路泄放到大地;第二級(jí)防雷則采用過(guò)壓保護(hù)器，其中就包含了壓敏電阻元件，用于進(jìn)一步吸收過(guò)電壓能量，保護(hù)電路不受損害。

在電源適配器的內(nèi)部電路中，壓敏電阻通常被安裝在輸入端，與保險(xiǎn)絲串聯(lián)。當(dāng)雷電產(chǎn)生的高電壓沖擊電源適配器時(shí)，壓敏電阻會(huì)迅速響應(yīng)，將過(guò)電壓鉗位在一個(gè)較低的水平，同時(shí)短路引起的過(guò)流會(huì)燒毀前方的保險(xiǎn)管，從而切斷電源，保護(hù)電路不受損害。

五、結(jié)論

壓敏電阻作為電源適配器中的重要防雷元件，具有響應(yīng)時(shí)間快、通流容量大、無(wú)后續(xù)跟隨電流等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效吸收雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓，保護(hù)電路免受過(guò)電壓的損害。在電源適配器的防雷設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況和可能遇到的過(guò)電壓情況，合理選擇壓敏電阻的型號(hào)和參數(shù)，確保防雷保護(hù)電路的有效性和可靠性。同時(shí)，還應(yīng)定期對(duì)電源適配器進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的防雷隱患，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用安全。