电路保护设计时压敏电阻(MOV)与保险的管联合应用
问:压敏电阻能否放在保险丝前面?安规有求吗?因为放在保险后,EMC浪涌会烧保险不合格,放在保险前面,安规说不行,具体各位什么意见?
岛主答:
首先,从安规角度来说,保险丝和压敏电阻必须要经过安规认证,但是,压敏电阻在保险丝前面或后面,安规并没有要求,这两种方式都可以通过安规测试,只不过保险丝在UL测试中不允许炸裂,如果炸裂加保险套管或热缩套管都是没有用的,此时需要使用陶瓷管的保险丝。
你的问题从防雷角度来阐述,可能更恰当一点,也更容易理解。在保险丝和压敏电阻联合使用的设计中,保险丝要实现两个作用,一个是防止压敏电阻失效而引起的短路,另一个防止电路过流或者过载,在这两种情况下,保险丝都能及时动作,切断电路,起到保护作用。
但是,防雷中普通保险丝不能承受浪涌等瞬态大电流,因此防雷时推荐使用慢熔性保险丝,具体由以下三种方案:
【方案1】 ”
这种方案优点是只需要一个保险丝,但是,防雷时需要考虑保险丝的I2T,即公称熔化热能,防雷等级越高,需要的公称熔化热能就要越大,相应的,保险丝的额定通流也随之增大,此时同时需要考虑电路过流,通常负载电流大于1A时,保险丝额定通流量要求2~3倍负载电流,如果兼顾防雷,那么此时这个保险丝的额定通流量可能很大,那么将对电路过流防护失去作用,因此,这种方案在防雷等级较高且电路额定电流较小时是有缺陷的;
【方案2】 ”
这种方案对防止压敏电阻老化短路时也不可取,同样是有缺陷的;
【方案3】 ”
这种方案用到2个保险丝F1和F2,其中F1和压敏电阻串联,用来防止压敏电阻老化失效而短路,因为也要通过雷击大电流,因此,通常选用慢融性保险丝,另外因为其不承担过流短路的作用,所以,公称熔化热能可以随瞬态防护等级而选;而F2是用来防止过流,推荐选用快熔性保险丝,因为不承担浪涌电流,所以不用考虑公称熔化热能,此时可以根据负载额定电流选择合适的保险丝。
但是将压敏与保险丝串联这种方式并不彻底,对于小电流失效如压敏电阻老化失效,此时温升缓慢,保险管对于压敏失效具有较好的保护效果,但是对于大电流如暂态过电压引起的压敏失效,此时温升很快,由于保险丝与压敏电阻之间的热传导存在一定的介质,极有可能出现压敏电阻先燃烧而保险丝后断开的情况,因此业内开发了一种将温度保险丝集成进压敏电阻的新产品,即热脱扣压敏电阻(TMOV),内置合金型温度保险丝,从而实现当温度过高时快速切断电路的功能。
在一般设计时,我们推荐选择方案三,当然,具体要根据负载额定电流等综合考虑,也有可能会选择方案一。
热脱扣压敏电阻如下图所示,供参考。
热脱扣压敏电阻