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防短路起火有絕招,檳城電子引領安全防護器件新紀元.

導讀

       2017年7月份,效力《體壇周報》10年之久的籃球記者李淼,被發現意外在家中去世,年僅35歲,死亡原因懷疑是由于空調內部元器件短路起火釋放濃煙導致窒息。隨著科技進步、生活水平提高,我們已根本離不開用電設備,那么究竟有多少危險潛伏在我們周圍呢?


用電設備潛伏危險及解決方案

       用電設備都會在各端口安裝防護器件,如GDT、MOV、TVS等,這些器件直接跨接在電路兩端,用來吸收雷擊、浪涌、靜電等突波,當超額吸收這些突波后,防護器件會失效,而且呈現短路失效模式。這就是用電設備潛伏的危險和起火燃燒的原因之一。如需徹底解決該潛伏危險就需要開發能夠開路失效的安全防護器件,下面將詳細分析各端口風險及解決方案。


AC電源典型防護電路應用風險

     下圖為電源口典型的三加一電路,三顆壓敏加一顆氣體放電管:

       根據設備應用環境,如電源口需要耐受5KA雷擊,那么至少在電路中需要串入15A的保險絲,15A保險絲的動作電流為30A,也就是說在30A之前保險絲無法起到保護效果,但30A以下足以使壓敏電阻起火燃燒。


      視頻1:回路中加電1000V,20A時,15A的保險絲無法動作,壓敏起 火燃燒。


AC電源T-MOV的應用風險

      T-MOV依照的標準為UL1449,具體關于T-MOV脫扣性能的部分條款如下:

     永久連接SPD,限流過電壓測試的最大電流為10A,所以在電路中使用還是有盲區存在,當電路中的電流為10A-30A時,T-MOV就會起火燃燒。

     視頻2: 回路中加電1000V,20A時,T-MOV起火燃燒。


有效解決方案

      如需徹底解決這個問題,我們需要一種理想電子元件,應具以下性能:

      1.  雷擊能夠正常通過,工頻(1-50A)呈現開路失效;

      2.  定義不同工頻電流對應切斷電路的時間,在這個電流時間下,壓敏可以耐受;

      3.  由于壓敏擊穿后阻抗不確定,發熱量不受控制,所以不能依賴于壓敏發熱切斷電路。

  

       開路失效氣體放電管可以滿足這三點性能,且可以在工頻過來時很快切斷電路,如下圖為開路失效氣體放電管的工頻電流和斷開時間測試曲線:


視頻3:回路中加電1000V,20A時,開路失效氣體放電管0.68S切斷電路。


視頻4:回路中加電1000V,40A時,開路失效氣體放電管0.52S切斷電路。


        開路失效氣體放電管能夠很快的斷開工頻電流而不依賴于外部熱量,是由其內部結構決定的。


AC電源防護小結

      AC交流電源口通用三加一解決方案和T-MOV方案還是有導致起火燃燒的盲區存在,開路失效氣體放電管正好解決了這個盲區,推薦使用在共?;虿钅Vg串聯壓敏電阻使用。


DC電源風險及檳城新方案

       由于回路需要耐受500A的雷擊,所以保險絲需要選2.5A慢熔保險絲,2.5A保險絲會在3.5A才能斷開電路,所以3.5A以下為保險絲存在的盲區。

行業傳統方案

檳城創新方案


網口防護風險及檳城新方案

         傳統方案輸電線搭接到網線上后,將會導致網口防護器件起火燃燒,檳城創新方案能徹底解決網口電力線搭接的問題。

行業傳統方案

檳城創新方案



視頻5:傳統方案電力線搭接測試


ESD器件應用風險及檳城新方案

      行業傳統ESD類防護器件由于突波等損壞時呈現短路失效,影響設備使用。檳城創新方案ESD類防護器件失效時呈現開路,不影響設備繼續使用。

8/20μs  18A可以耐受,芯片不損壞;18A以上芯片會耐受或短路失效。



行業傳統方案

檳城創新方案


8/20μs  18A可以耐受,芯片不損壞;18A以上芯片會耐受或開路失效。


總結

       目前在用電設備上被廣泛使用的安全防護類器件,從開始使用也有近百年的時間,確實大大降低了用電設備被雷擊、浪涌、靜電等突波損害的幾率,但該類器件的短路失效模式一直困擾著相關領域的技術人員。檳城電子研發的開路失效系列安全防護器件徹底解決了這一難題,引領安全防護器件新紀元。

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