干货 | 电感、电阻、导线在电源防护保护电路中的作用

电感、电阻和导线本身不是保护装置，但它们可以在由多个不同保护装置组成的保护电路中发挥协调作用

电感、电阻和导线本身不是保护装置，但它们可以在由多个不同保护装置组成的保护电路中配合作用。

在防护装置中，气体放电管具有通流量大、响应时间慢、冲击穿透电压高等特点；TVS管道流量小，响应时间最快，电压钳位特性最好；压敏电阻的特性介于两者之间。当保护电路要求整体流量大，能够实现精细保护时，保护电路往往需要这些保护设备来实现理想的保护特性。但是，这些防护装置不能简单地并联使用，例如：压敏电阻大，通流小TVS在过电流的作用下，管道直接并联，TVS管会先发生损坏，无法发挥压敏电阻通流量大的优势。因此，在几种防护装置的配合下，往往需要在不同的防护装置之间配合电感、电阻、导线等。以下几个元素分别介绍：

电感：

在串联直流电源保护电路中，馈线不能有较大的压降，因此空心电感可用于极间电路的配合，如下图所示：

用电感实现两级防护装置的配合

电感应的作用：当保护电路达到设计流量时，TVS不得达到上过电流TVS因此，电感需要提供足够的限流能力来限制雷击过电流。

在电源电路中，电感设计应注意几个问题：

1.电感线圈在流过设备满配工作电流时应能正常工作而不过热；

2.尽量使用空心电感。带磁芯的电感在过电流的作用下会产生磁饱和，电路中的电感只能通过没有磁芯的电感来计算；

3.线圈应尽可能绕组单层，以减少线圈的寄生电容，增强线圈对临态过电压的耐受性；

4.绕线电感线圈导线上的绝缘层应有足够的厚度，以确保线圈匝间不会在临时过电压下击穿短路。

在电源口的防护电路设计中，电感通常值为7~15uH。

电阻：

在信号线中，线路上串联的元件应尽可能少地抑制高频信号，因此电阻可用于极间配合，如下图所示：

用电阻实现两级防护装置的配合

电阻应与上述电感基本相同。以上图为例，电阻值的计算方法为：测量空气放电管冲击穿过电压值U1，查TVS获得器件手册TVS管8/20us冲击电流下最大流量I1、以及TVS管道最高钳位电压U2.电阻的最小值为：R≥（U1-U2）/I1。

在信号线中，使用电阻时应注意几个问题：

1.电阻的功率应足够大，以避免电阻在过流作用下损坏；

2、尽量使用线性电阻，使电阻对正常信号传输的影响尽量小。

导线：

部分交/直流设备满配工作电流大，超过30A，在这种情况下，保护电路的极间配合会导致体积过大的问题。为了解决这个问题，保护电路可以分为两部分。前保护和后保护不设计在同一电路板上。同时，规定长度的馈线可用于两级电路之间的配合。

用导线配合两级防装置

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在这种组合形成的保护电路中，规定长度馈线的作用与电感相同，因为1米长导线的电感在1~1.6uH在此之间，当馈线达到一定长度时，可以起到很好的配合作用。馈线的线径可根据全工作电流的大小灵活选择，克服了使用电感作为极间配合时电感无法流过大工作电流的缺点。