认识突波吸收器

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1、突波吸收器的认识1.什么是突波　　在电子电路设计上，我们经常听到“突波”这个名词，但是“突波”的真正定义究竟是什么？所谓“突波”，顾名思义，就是“突如其来的电波”，它和“电流脉冲”、“电压脉冲”所表达的是相同的现象。　　从示波器上来看，在稳定的电流或电压波形中，如果看到特别突出的异样波形或噪声，而且比正常的波幅要大上好几倍甚至数十数百倍的波形，我们便可以将它判定为突波，当然，先决条件必须是你的示波器可以承受这样的突波才行。2.突波的产生　　一般来说，产生突波的主要原因有两种：一种是由打雷闪电所产生的雷突波，另一种是由电路开关所造成的开关突波

2、。雷突波是由自然界所产生的，因此如果你所设计的电路必须在容易产生打雷的地区使用时，那么加入适当的过载保护是绝对有其必要的；开关突波是电路导通的瞬间所产生的突波，当突波产生的时候，如果你所设计的电路中并没有所谓的“突波保护”，那么电路便容易因开关突波而产生误操作，严重一点的状况可能会导致电路因过载而损坏，或因长时间接受突波的干扰而使电子元件的寿命减短，因此在电路设计上，我们必须尽量避免突波的产生，如果不能避免，则必须加入吸收突波的机制。　　容易产生突波的电子元件，以控制电路开闭的相关元件为主，其中包含继电器(Relay)、开关(switch)

3、、螺形管线圈(solenoid)、保险丝(Fuse)，而IC中含有晶闸管(thyristor)的开关控制组件，或是用晶体管所作的开关稳压器，只要有关于开关控制的多数组件都是突波的产生源。3.突波吸收器　　为了预防突波对电路所可能造成的损害，我们有必要加入一些吸收突波的元件作为保护的措施：对于外来的雷突波，我们可以选用避雷装置、变阻器来保护电路；至于内部所产生的开关突波，常用的方法可以加入二极管(zener)或氧化金属变阻器来做保护，下面便是针对开关突波的两种吸收器做介绍。◆二极管钳位(clamp)法　　所谓二极管钳位法，是在你所设计的电路中

4、，在使用继电器的装置旁并联一个稳压二极管，当继电器OFF时，继电器的线圈会产生一个逆向电压，这时二极管便会导通短路并稳定电压，将突波吸收掉。但是这种方法必须使用在较低反应速度的电路中，因为在继电器OFF的瞬间，二极管会导通使得继电器继续维持在ON一小段时间，然后才OFF，如果系统尚未完全OFF便立即ON，会导致一些误操作产生，这点要特别注意。◆变阻器（Varistor）　　变阻器（Varistor）俗称突波吸收器（SurgeAbsorber），是一种会随着电压值不同而改变电阻值的电阻器，当变阻器电压超过额定的电压值时，变阻器的电阻会急速下降

5、近于短路的状态，将突波引导进入变阻器内，以热的方式散发掉，借以达到稳定电压及吸收突波电压的功能，并可因此避免电路组件受到突波电压的影响而损坏，就一般情况来说，几乎所有需要稳压的电子产品均会使用到变阻器，整个应用面包括通信设备、半导体保护、电力传输系统、控制系统等相关电子产品内部电路中。目前相关产品根据其所使用的材料，可分为碳化硅变阻器、氧化锌变阻器及钛酸锶变阻器，而根据外形则可分为圆板型、芯片型及环型等类型产品。圆板型TNR变阻器的外观4.突波吸收与否的波形比较◆二极管钳位实验　　我们使用旗威科技公司所研发的AT89C2051学习板做了一个

6、实验，测试继电器在开闭时的突波效应与加入二极管钳位后的差异。首先在P3.4及P3.5引脚上与LED并联了继电器，其中P3.4引脚上的继电器再并联一个二极管，并利用程序送出每秒两次的方波，让继电器每秒开关两次。借由示波器所测量到的波形，我们可以发现未加上吸收反电动势的二极管时，突波的电压高达80V，与我们所输入的12V高出了近六倍还多，相比之下经过突波吸收的波形是很稳定的12V，除了少数几次出现15V上下的噪声波形，过高的电压大多经由二极管的引导而被吸收了。　　同时我们观察突波的时间间隔，约为3ms的时间，换句话说，如果你所使用的信号反应时间

7、比3ms还短的话，那么便不能使用二极管的钳位法，因为继电器在3ms内都是一直呈现ON的状态，跟本就不会有OFF操作产生。并联继电器的接法，画圈的部分由示波器所看到的波形比较接上电源正端CH1：接上二极管钳位的继电器，峰值12.0VCH2：未接上二极管钳位的继电器，峰值80.0V，突波产生的时间间隔约为3ms◆氧化金属变阻器由于大多数的突波吸收器其使用场合，是属于ACSource的应用，所以我们利用上一个实验的继电器当作开关，将继电器接上一个110V的电磁阀，并在电磁阀导电的两端加上181k的突波吸收器（适用115~150V的ACSource

8、），看看其突波吸收的效果如何。在此要特别说明的是：因为AC实验的电压值较高，当突波产生时其放大比率若与直流相似，那么电源接通的瞬间可能会产生近1000V的突波电压！操作时请特别小