서지 억제기

<시간 />

배경

IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)의 연구에 따르면 전력선 장애는 하루 평균 4번 발생합니다. 이러한 교란(콘센트에 연결된 전자 장치를 손상시킬 수 있는 전류 증가)은 번개 또는 기타 날씨 관련 사고로 인해 발생할 수 있습니다. 전력선에 영향을 미치는 교통사고; 모터, 압축기 및 형광등과 같은 전기 제품의 사용; 전력 회사에 의해 시작된 고출력 전기 장비 및 전압 변동; 및 고주파 노이즈. 이러한 방해는 전력 서비스를 중단하거나 없애고 전기 장비를 손상시킬 수 있습니다. 서지와 스파이크는 모두 서지 억제기를 사용하여 방지할 수 있습니다. 서지 억제기는 간섭을 접지하거나, 즉 간섭을 전기 장비가 아닌 접지로 흐르게 하고/하거나 전체에 걸쳐 과도한 전류 흐름을 흡수하는 장치입니다. 전기 시스템. 스파이크 및 서지는 켜져 있지 않은 경우에도 전자 장비를 손상시킬 수 있습니다.

연혁

최초의 서지 억제기 중 하나는 1950년대 General Electric 회사에서 개발했습니다. 비슷한 시기에 일본에서 유사한 장치가 개발되고 있었습니다. 초기 서지 억제기는 셀레늄 정류기(직류를 교류로 변환하는 데 사용되는 구성요소)와 나중에 탄소 파일(전류를 전달하는 데 사용되는 디스크 모양 구성요소)을 사용했습니다.

오늘날 일반적으로 사용되는 대부분의 서지 억제기는 전자 장치에 적용되는 전압이 장치의 최대 허용 오차 또는 정격을 초과할 때 억제기가 전류를 차단하거나 단락시키는 시스템인 스파크 갭 기술을 사용합니다. 스파크 갭 서지 억제기, 가스관 억제기, 금속 산화물 배리스터(MOV) 억제기 및 실리콘 애벌랜치 억제기(특정 유형의 과도 전압 억제기[TVS])에는 세 가지 유형이 있습니다. 타입명은 각 타입의 서지 킬러의 주성분이 되는 재료를 말합니다.

TVS는 "역 바이어스 전압 클램핑"이라는 프로세스를 사용합니다. 이 과정에서 TVS 다이오드(저항과 유사한 관형 반도체 장치)를 통해 흐르는 과전류는 회로에 인가된 전압이 해당 회로의 정격 애벌랜치 또는 최대 수준을 초과할 때 단락되어 단락됩니다. TVS는 전류가 한 방향으로만 흐르는 DC(직류) 회로에만 사용되지만(예:자동차 배터리) 두 개의 TVS를 연속적으로 배치하면 전류가 양쪽 모두 흐르는 교류(AC) 시스템을 보호할 수 있습니다. 방법.

가스관 억제기는 일반적으로 통신 및 전압 전원 공급 라인과 함께 사용됩니다. 가스 튜브 억제기는 전력 서지를 단락시키고 세라믹 또는 금속 튜브를 통해 과전류에 대한 저전압 경로를 제공함으로써 영향을 받을 회로를 우회하여 관련된 높은 전류를 접지로 전달합니다. 튜브의 가스는 서지 동안 이온화되고 억제기 내에서 전도 상태를 생성합니다. 서지는 이 전도성 대기에서 방전 아크로 변환되어 억제기가 단락되고 높은 전류가 접지됩니다. 이후에 가스가 탈이온화되고 서프레서가 재설정됩니다.

서지 억제기의 회로도.

MOV는 가변 저항 또는 배리스터를 사용하므로 AC 시스템에서 가장 기능적입니다. MOV 억제기는 클램핑으로 알려진 프로세스를 통해 AC 시스템의 양수 및 음수 스윙 모두에서 추가 전압을 흡수합니다. 회로에 인가되는 전압이 MOV 정격 이상(MOV가 트리거되어야 하는 부하)을 초과하면 단락이 발생하고 전압이 MOV 서프레서의 흡수체로 전달되어 회로를 바이패스합니다. 그렇지 않으면 중단되었습니다.

원자재

서지 억제기의 실제 조립은 비교적 간단합니다. 장비의 복잡성은 다양한 구성 요소의 기능에 있습니다. 가스 튜브 억제기의 주요 구성 요소는 과전류를 운반하는 산소 가스를 포함하는 원통형 세라믹 또는 금속 튜브입니다. 이러한 유형의 억제기는 또한 구리 또는 구리와 은의 합금으로 만들어진 브레이징 와셔, 방사형 플랜지 및 흡수성 게터 재료가 있는 Kovar와 같은 물질로 만들어진 얇은 벽의 중공 전극을 사용합니다.

MOV 억제기의 주요 구성 요소는 과전류를 흡수하는 디스크 모양의 세라믹 MOV입니다. 이 유형의 억제기는 또한 코일로 둘러싸인 링 모양의 부품을 사용합니다. 이러한 구성 요소는 전기 에너지를 전자기장으로 저장하는 구성 요소인 인덕터 유형인 평형 토로이달 초크라고 합니다. 인덕터는 코일 전체에 일정한 전류 흐름을 유지하기 위해 팽창 및 붕괴됩니다. 평평한 직사각형 또는 디스크 모양의 고주파 커패시터와 VHF 커패시터는 전자기 및 무선 주파수 간섭을 필터링하는 데 사용할 수 있습니다. 커패시터는 정전기 전하를 저장하고 구성 요소 전체에 일정한 전압 흐름을 유지하기 위해 전하를 증가 또는 감소시킵니다. 구성 요소는 모두 유리 섬유와 같은 단단한 비전도성 재료로 만들어진 회로 기판에 장착됩니다.

제조
프로세스

가스 튜브 억제기

<울>

1 먼저 세라믹 또는 금속 튜브의 끝 부분에 구리와 같은 전도성 금속 재료를 끼워야 합니다. 이것을 금속화라고 합니다.

2 다음으로, 납땜 와셔가 튜브의 금속화된 끝 부분에 부착됩니다.

3 와셔와 연결하기 위한 방사형 플랜지가 있는 얇은 벽의 중공 전극을 튜브의 양쪽 끝에 삽입합니다.

4 그런 다음 어셈블리를 가열하여 부품을 납땜하고 튜브 내부를 비웁니다.

5 또한 튜브 내부에 원하지 않는 가스를 흡수하기 위해 게터 재료로 튜브를 라이닝할 수 있습니다.

MOV 억제기

<울>

6 먼저 회로 기판을 구리박, 구리 증착 또는 기타 전도성이 높은 재료로 금속화(회로를 추적)합니다.

7 다음으로 저항기 및 커패시터용 슬롯을 금속 회로 기판에 에칭합니다.

8 MOV, 토로이달 초크 및 커패시터는 회로 기판에 납땜됩니다.

9개의 콘센트와 켜기/끄기 스위치가 부착되어 있고 장치는 콘센트와 스위치용 구멍이 있는 플라스틱 또는 금속 케이스에 나사로 고정되어 있습니다.

품질 관리

전자 장치는 엄격한 사양 및 품질 관리 요구 사항의 적용을 받습니다. 미국표준협회(American National Standards Institute)의 인가를 받은 표준 제정 기관인 IEEE는 미국 전기 장비가 판매되기 위해 충족해야 하는 표준을 설정합니다. 미국에서 판매되는 대부분의 전기 장비는 제품 안전 및 성능 테스트를 제공하는 독립 회사인 UL(Underwriters Laboratories)에서도 테스트를 거칩니다. 전기 장비 포장의 UL 씰은 해당 제품이 이 테스트를 통과했음을 나타냅니다. UL은 또한 안전 및 성능 요소를 기반으로 제품에 등급을 지정합니다. 따라서 인장은 제품이 UL 테스트를 통과했음을 나타낼 뿐만 아니라 등급은 제품이 이러한 테스트에서 얼마나 잘 수행되었는지를 나타냅니다.

미래

서지 억제기 설계가 상당히 단순하기 때문에 새로운 혁신은 구성을 변경하는 것보다 원래 제품을 향상시키는 데 더 중점을 둡니다. MOV 서지 억제기는 주거 및 상업용 서지 보호를 위한 가장 일반적인 장치로 남아 있지만 MOV 서지 억제기의 많은 모델을 사용할 수 있습니다. 일부 모델에는 전화선 간섭에 대한 저항과 노이즈 간섭을 제거하는 최첨단 방법이 통합되어 있습니다. 많은 변경 사항이 패키지 지향적입니다. 콘센트 구성은 더 많은 기기를 억제기에 연결하고 플러그인 변압기를 수용할 수 있도록 변경되었습니다. 케이싱은 알루미늄과 같은 내구성이 뛰어난 재료로 만들어졌습니다. 및 진단 LED 표시등(회선 상태 및 간섭 여부를 나타내는 표시등)이 추가되었습니다. 주거용 및 상업용 전자 제품에 대한 요구가 빠른 속도로 계속 증가하고 전자 장비, 특히 컴퓨터 및 통신 장비의 보호가 무엇보다 중요해짐에 따라 이 작고 단순한 전자 장치는 모든 전자 설정의 필수 구성 요소가 되었습니다.