什麼是尖峰/浪湧保護器和電源線濾波器？

浪湧保護器或浪湧抑制器是一種旨在保護電氣設備免受電壓尖峰突然和短期增加的設備。 電壓浪湧和電壓尖峰是指電壓的短期增加，看起來相似但不同。

電壓尖峰是持續時間少於三納秒的電壓突然增加，而電壓浪湧是持續三納秒或更長時間的電壓突然增加。

電壓尖峰或浪湧基本上是從外部源感應到電路中的短暫但高能量的瞬態過電壓或電脈衝。 交流電源中的瞬態過電壓如圖 1 所示。

圖 1：電壓尖峰

電壓尖峰和浪湧的常見來源包括電氣開關、閃電和靜電。 電壓尖峰也可能由磁場的快速建立或衰減產生，這可能會將能量感應到相關電路中。 例如，如果流經繼電器線圈的電流中斷或斷電，電感器會產生高頻電壓尖峰。

最常見的解決方案是在繼電器線圈（電感器）上放置一個整流二極管。 該二極管被稱為續流、抑制器或反激二極管。 當電流中斷時，它為電流提供了返迴路徑，因此流過電感的電流不會被阻塞。 電流通過其內部電阻隨時間消散，並且電感器和整流器產生熱量。

電壓尖峰和浪湧現像都可能對電氣設備造成破壞，並造成相當大的損害。

市場上有不同類型的浪湧和尖峰保護裝置。 浪湧保護裝置 (SPD) 和瞬態電壓抑制器 (TVS) 通常安裝在配電系統、重型工業系統和通信系統中，以防止電壓浪湧和尖峰。

電力線濾波器

電源線濾波器是放置在電氣設備與其外部線路之間的電子濾波器。 它是一種無源雙向網絡，可過濾電源線或電路中的特定頻率。

線路濾波器專為交流電源中的電磁干擾 (EMI) 而設計，通常由電感器、電容器和電阻器組成。 它盡可能減少輸出電壓的紋波。 一些電源線濾波器提供最低限度的電壓調節，而另一些則可防止出現電能質量問題。

典型的無源網絡電力線濾波器原理圖如圖 2 所示。 該網絡適用於具有雙向抑制能力的交流和直流電源。

圖 2：典型的電力線濾波器

浪湧保護設計

簡單的浪湧保護本質上是電氣設備輸入線上的金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)——通常是某些設備中的單個組件。 這可以是 MOV 或 TVS 二極管。 對於通用 90V AC - 264V AC 線路，通常 MOV 額定電壓為 300V rms。

但是，如果設備昂貴且浪湧預期高，例如來自電源線，則有必要參考定義 AC 電源線標準的安全標準額定值和指南，例如 IEC 61000-4-5浪湧。

在設計電路時，壓敏電阻電壓值應包括至少 20% 的安全裕度。 例如，對於 25V 直流系統，壓敏電阻的額定電壓應在 30V 左右。 然而，重要的是不要誇大裕量，以避免較大的壓敏電阻和較高的箝位電壓。 此外，浪湧保護裝置必須安裝在保險絲旁邊。

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