스파이크/서지 보호기 및 전력선 필터란 무엇입니까?

서지 보호기 또는 서지 억제기는 전압 스파이크의 바람직하지 않은 갑작스럽고 단기적인 증가로부터 전기 장치를 보호하도록 설계된 장치입니다. 전압의 단기 상승을 나타내는 전압 서지와 전압 스파이크는 모두 비슷해 보이지만 다릅니다.

전압 스파이크는 XNUMX나노초 미만 동안 지속되는 전압의 급격한 증가이고, 전압 서지는 XNUMX나노초 이상 지속되는 전압의 급격한 증가입니다.

전압 스파이크 또는 서지는 기본적으로 외부 소스에서 회로로 유도되는 짧은 지속 시간이지만 높은 에너지의 일시적인 과전압 또는 전기 충격입니다. AC 전원의 과도 과전압은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1: 전압 스파이크

전압 스파이크 및 서지의 일반적인 소스에는 전기 스위치, 번개 및 정전기가 포함됩니다. 전압 스파이크는 자기장의 급격한 증가 또는 감쇠로 인해 생성될 수 있으며, 이는 관련 회로에 에너지를 유도할 수 있습니다. 예를 들어, 릴레이 코일을 통해 흐르는 전류가 차단되거나 전원이 차단되면 인덕터는 고주파 전압 스파이크를 생성합니다.

가장 일반적인 솔루션은 릴레이 코일(인덕터)에 정류기 다이오드를 배치하는 것입니다. 다이오드는 프리휠링, 억제기 또는 플라이백 다이오드라고 합니다. 전류가 차단되면 전류에 대한 복귀 경로를 제공하여 인덕터를 통한 전류 흐름이 차단되지 않습니다. 전류는 내부 저항을 통해 시간이 지남에 따라 소산되고 인덕터와 정류기에서 열이 발생합니다.

전압 스파이크 및 서지 현상은 모두 전기 장비에 지장을 줄 수 있으며 상당한 손상을 일으킬 수 있습니다.

시장에는 다양한 유형의 서지 및 스파이크 보호 장치가 있습니다. 서지 보호 장치(SPD) 및 과도 전압 억제기(TVSe)는 일반적으로 전압 서지 및 스파이크로부터 보호하기 위해 배전 시스템, 중장비 산업 시스템 및 통신 시스템에 설치됩니다.

전력선 필터

전력선 필터는 전기 장치와 외부 라인 사이에 배치되는 전자 필터입니다. 전력선이나 회로의 특정 주파수를 필터링하는 수동 양방향 네트워크입니다.

라인 필터는 AC 주전원의 전자기 간섭(EMI)용으로 설계되었으며 일반적으로 인덕터, 커패시터 및 저항기로 구성됩니다. 출력 전압의 리플을 최대한 줄입니다. 일부 전력선 필터는 최소 전압 조정을 제공하는 반면 다른 필터는 전력 품질 문제로부터 보호합니다.

일반적인 수동 네트워크 전력선 필터 회로도가 그림 2에 나와 있습니다. 네트워크는 양방향 억제 기능이 있는 AC 및 DC 전원 모두에 적합합니다.

그림 2: 일반적인 전력선 필터

서지 보호 설계

단순 서지 보호는 기본적으로 전기 장비의 입력 라인에 걸친 금속 산화물 배리스터(MOV)이며, 일반적으로 일부 장비의 단일 구성 요소입니다. 이것은 MOV 또는 TVS 다이오드일 수 있습니다. 범용 90V AC – 264V AC 라인의 경우 일반적인 MOV 정격 전압은 300V rms입니다.

단, 고가의 장비 및 전력선과 같은 높은 서지 예상의 경우에는 AC 전력선에 대한 표준을 정의하는 IEC 61000-4-5와 같은 안전 표준 등급 및 지침을 참조할 필요가 있습니다. 서지.

회로를 설계하는 동안 바리스터 전압 값은 최소 20%의 안전 여유를 포함해야 합니다. 예를 들어, 25V DC 시스템의 경우 배리스터의 정격은 약 30V여야 합니다. 그러나 큰 배리스터와 더 높은 클램핑 전압을 피하기 위해 마진을 과장하지 않는 것이 중요합니다. 또한 퓨즈 옆에 서지 보호 장치를 장착해야 합니다.

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