過流/過溫/過壓保護元件選型指南及注意事項

壓敏電阻和氣體放電管工作原理一樣嗎，它們各有什么優缺點？共模電感、差模電感會影響EMS嗎？為什么要用X電容、Y電容，二者是否可以相互替換？NTC放在哪里合適？本文簡單總結EMC外圍電路常用器件的特性及選型注意事項。

一、壓敏電阻

壓敏電阻的選型最重要的幾個參數為：最大允許電壓、最大鉗位電壓、能承受的浪涌電流。

首先應保證壓敏電阻最大允許電壓大于電源輸出電壓的最大值；其次應保證最大鉗位電壓不會超過后級電路所允許的最大浪涌電壓；最后應保證流過壓敏電阻的浪涌電流不會超過其能承受的浪涌電流。

其他參數如額定功率、能承受的最大能量脈沖等，通過簡單驗算或實驗即可確定。

應注意，壓敏電阻存在性能衰減的問題。

二、氣體放電管

氣體放電管屬于開關型器件，相對于壓敏電阻，它有一些差異特性，如導通延時長、導通后需要續流、極間電容小、絕緣電阻高、泄露電流小等，因此常和壓敏電阻串并聯使用。例如串聯時，可以解決壓敏電阻泄露電流大、長期使用性能衰減或失效的問題；并聯時，加快保護電路響應時間，氣體放電管擊穿后分掉大部分電流。

三、TVS二極管

同樣作為保護器件，TVS與壓敏電阻和氣體放電管相比，響應速度更快，耐浪涌沖擊能力較差，屬于鉗位器件，鉗位電壓更穩。常作為靜電防護器件，也可以壓敏電阻、氣體放電管配合使用，作為分級防護釋放浪涌能量。

四、X電容

X電容作為安規電容，跨接在L、N線之間，用于濾除電源差模干擾。其體積較大，但允許紋波電流較高，且耐壓高。根據不同的應用可以選擇X1、X2或X3電容。比如常用的X2電容，可以用于電網瞬態電壓≤2.5KV的地方。

五、Y電容

Y電容通常會通常跨接在一次電路和二次電路之間或一次電路和保護地之間，以濾除共模噪聲。其容量通常較小以滿足漏電流要求。

Y電容可以分為Y1、Y2、Y3、Y4等級，對于不同的等級能承受不同的脈沖電壓，且要求在電氣和機械性能等方面有足夠余量，避免出現擊穿短路現象，危急人身安全。

六、差模電感

通常用于濾除低頻干擾。在差模浪涌測試時，會存儲一部分能量并隨即釋放。在輸出端靜電試驗時，也會有同樣作用，如果將差模電感放在整流橋后，要小心其能量釋放時產生的高壓將整流橋損壞。

七、共模電感

共模電感通常用于濾除高頻干擾。在共模浪涌測試時，可以在繞組上并聯鉗位器件或增加放電齒，避免拉弧影響電路正常工作。

另外，兩繞組間的不完全耦合會形成差模電感。

八、熱敏電阻NTC

為防止冷機啟動，沖擊電流過大的問題，通常在前級電路中加入NTC。若NTC放在鉗位器件和保險絲之間，差模浪涌測試可能將其燒毀。若放置在鉗位器件后面，保險絲有可能燒斷，因此，不能選用熔斷時間太快、電流太小的保險絲。

九、實例

以AC-DC開關電源浪涌試驗為例，當共模電壓6KV加在ACL-PE或ACN-PE上時，其路徑等效為一個內阻約12Ω的電壓源與共模電感、Y電容串聯。因Y電容選用了Y1等級，其耐壓較高，浪涌能量不足以使其損壞，因此僅需保證PE布線與其他布線保持一定間距即可。

但是測試時，共模電感兩端的高壓可能引起飛弧，若其他器件靠近可能會被影響。因此在其上并聯了壓敏電阻限制其電壓，從而起到滅弧的作用。若考慮成本，也可以考慮使用放電齒。

AC-DC開關電源浪涌試驗

另外，還可以考慮用氣體放電管配合壓敏電阻等方式來設計抗浪涌電路。

十、總結

以上，簡單介紹了開關電源EMC外圍電路常用元器件。根據產品的需求，EMC外圍電路還可能進行相應的修改，確認選型后應進行相應的試驗。當然，最基本的選型依據還是得遵循的，否則可能出現僅試驗樣品滿足試驗要求，一旦產品批量生產就出現各種問題。

編輯：admin  最后修改時間：2017-06-15