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spd电涌保护器

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spd电涌保护器_第1页
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一、概述电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为 SPD电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件用于电涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等二、历史最原始的浪涌保护器羊角形间隙,出现于 19 世纪末期,用于架空输电线路,防止雷击损坏设备绝缘而造成停电,故称“Surge Protective Device(浪涌保护器)”20 世纪 20 年代,出现了铝浪涌保护器,氧化膜浪涌保护器和丸式浪涌保护器30 年代出现了管式浪涌保护器50 年代出现了碳化硅防雷器70年代由日本松下公司首先发明了以金属氧化物陶瓷为主要部件的金属氧化物浪涌保护器现代浪涌保护器,不仅对高压线路中的各种雷电过电压和操作过电压有很好的保护作用,也在微电子领域中大展拳脚三、SPD 的分类: 1.按工作原理分:(1)开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。

用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等2)限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等3)分流型或扼流型分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗用作此类装置的器件有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4 波长短路器等2.按用途分:(1)电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等2)信号保护器:低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等四、SPD 的基本元器件及其工作原理: 1.放电间隙(又称保护间隙)它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线 L1 或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点时灭弧性能差。

改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,它是靠回路的电动力 F 作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的2.气体放电管它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂这种充气放电管有二极型的,也有三极型的,气体放电管的技术参数主要有:直流放电电压 Udc;冲击放电电压 Up 一般情况下 Up≈(2~3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流 Ip;绝缘电阻 R(>109Ω);极间电容(1-5PF)气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压 Udc 分别如下:在直流条件下使用:Udc≥1.8U0(U0 为线路正常工作的直流电压)在交流条件下使用:U dc≥1.44Un(Un 为线路正常工作的交流电压有效值)3.压敏电阻它是以 ZnO 为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当作用在其两端的电压达到一定数值后,电阻对电压十分敏感它的工作原理相当于多个半导体 P-N 的串并联压敏电阻的特点是非线性特性好(I=CUα 中的非线性系数 α),通流容量大(~2KA/cm2),常态泄漏电流小(10-7~10-6A),残压低(取决于压敏电阻的工作电压和通流容量),对瞬时过电压响应时间快(2~10-8s),无续流。

电涌保护器(SPD)工作原理和结构压敏电阻的技术参数主要有:压敏电压(即开关电压)UN,参考电压 Ulma;残压 Ures;残压比 K(K=Ures/UN);最大通流容量 Imax;泄漏电流;响应时间压敏电阻的使用条件有:压敏电压:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0 为工频电源额定电压)最小参考电压:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流条件下使用) Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流条件下使用,Uac 为交流工作电压)压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定,应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K 为残压比,Ub 为被保护设备的而损电压4.抑制二极管抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中 α 为非线性系数,对于齐纳二极管 α=7~9,在雪崩二极管 α=5~7抑制二极管的技术参数主要有:(1)额定击穿电压,它是指在指定反向击穿电流(常为 lma)下的击穿电压,这于齐纳二极管额定击穿电压一般在 2.9V~4.7V 范围内,而雪崩二极管的额定击穿电压常在 5.6V~200V 范围内。

2)最大箝位电压:它是指管子在通过规定波形的大电流时,其两端出现的最高电压3)脉冲功率:它是指在规定的电流波形(如 10/1000μs)下,管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积4)反向变位电压:它是指管子在反向泄漏区,其两端所能施加的最大电压,在此电压下管子不应击穿此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值,也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态5)最大泄漏电流:它是指在反向变位电压作用下,管子中流过的最大反向电流6)响应时间:10~11s5.扼流线圈扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号(如雷电干扰),而对线路正常传输的差模信号无影响这种扼流线圈在制作时应满足以下要求:(1)绕制圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力6.1/4 波长短路器1/4 波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的微波信号电涌保护器,这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率(如900MHZ 或 1800MHZ)的 1/4 波长的大小来确定的此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说,其阻抗无穷大,相当于开路,不影响该信号的传输,但对于雷电波来说,由于雷电能量主要分布在 n+KHZ 以下,此短路棒对于雷电波阻抗很小,相当于短路,雷电能量级被泄放入地由于 1/4 波长短路棒的直径一般为几毫米,因此耐冲击电流性能好,可达到 30KA(8/20μs)以上,而且残压很小,此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的,其不足之处是工频带较窄,带宽约为 2%~20%左右,另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置,使某些应用受到限制三、SPD 的基本电路电涌保护器的电路根据不同需要,有不同的形式,其基本元器件就是上面介绍的几种,一个技术精通的防雷产品研究工作者,可设计出五花八门的电路,好似一盒积木可搭出不同的结构图案研制出既有效又性能价格比好的产品,是防雷工作者的重任。

编辑本段串行检测SERIAL PRESENCE DETECT(模组存在的串行检测)的缩写也即是通过 IIC 串行接口的 EEPROM 对内存插槽中的模组存在的信息检查这样的话,模组有关的信息都必须纪录在 EEPROM 中.习惯的,我们把这颗 EEPROM IC 就称为 SPD 了为 Serial Presence Detect 的缩写,它是烧录在 EEPROM 内的码,以往开机时BIOS 必须侦测 memory,但有了 SPD 就不必再去作侦测的动作,而由 BIOS 直接读取 SPD 取得内存的相关资料SPD 是一组关于内存模组的配置信息,如 P-Bank 数量、电压、行地址/列地址数量、位宽、各种主要操作时序(如 CL、tRCD、tRP、tRAS 等)……它们存放在一个容量为 256 字节的 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,电擦除可编程只读存储器)中实际上在 SPD 中,JEDEC 规定的标准信息只用了 128 个字节(还有 128 字节,属于厂商自己的专用区)一般的,一个字节至少对应一种参数,有的参数需要多个字节来表述(如产品续列号,生产商在 JEDEC 组织中的代码)。

SPD 内的时序信息由模组生产商根据所使用的内存芯片的特点编写并写入至EEPROM,主要用途就是协助北桥芯片精确调整内存的物理/时序参数,以达到最佳的使用效果如果在 BIOS 中将内存设置选项定为“By SPD”同主板的 BIOS 一样,SPD 也是可以刷新的用 Thaiphoon Burner 这款软件就能做到当主板上插有新旧两条大小一致的内存导致系统不稳定,主板的 BIOS 又无法对两条内存的频率分别调整时,可以把性能弱的 SPD 刷到强的那条内存上,以提高稳定性注意:千万不要把内存大小不同的 SPD 互相刷!DDR,DDR2,DDR3 的 SPD 也不能混刷同 BIOS 的刷新一样是有风险的,如果需要请在刷新前备份被刷的内存spd从某种意义上来说,SPD 芯片是识别内存品牌的一个重要标志如果 SPD 内的参数值设置得不合理,不但不能起到优化内存的作用,反而还会引起系统工作不稳定,甚至死机因此,很多普通内存或兼容内存厂商为了避免兼容性问题,一般都将 SPD 中的内存工作参数设置得较为保守,从而限制了内存性能的充分发挥;同时,如果两条内存的 SPD 信息不一致,也可能导致兼容性问题,调整合适的 SPD 值才能确保最佳性能。

通过刷新内存的 SPD 信息,可在兼容性及性能上得到一定的提升,刷新内存 SPD 参数必须保证源 SPD 参数的内存条与目标内存条所使用的内存颗粒较为接近,否则可能导致刷新后的内存条工作不稳定甚至无法工作专业人员常用专用设备或专用转接头配合编程器来刷新内存条的 SPD 数据,另外还可以利用软件刷新内存 SPD 参数如 Thaiphoon Burner 是一款内存 SPD 信息读写绿色软件,它可以在无需拆机的情况下直接读写内存条的 SPD 信息 能识别由 JEDEC 分配的 635 个唯一生产 ID,完全兼容 DDR2 内存当计算机开机时,串行存在检查(SPD)为存储在同步动态随机访问存储器(SDRAM)内存模块中电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)芯片上的信息,它告诉基本输入/输出系统(BIOS)模块的大小、数据宽度、速度以及电压BIOS使用该信息来合适配置内存以达到最好的可靠性和性能如果内存模块没有SPD,BIOS 则假定内存模块的信息,在一些内存中,这么处理不会有问题,但是 SDRAM 存储器必须具有 SPD,否则计算机可能根本不启动,如果启动了,假定的信息可能导致致命异常错误。

SPD 出现以前,存储器芯片通过并行存在检查(PPD)来识别,PPD 为各个信息位使用一个单独的 PIN,这意味着只能存储内存模块的速度和密度,因为引脚空间有限SPD 内存模块上的 EEPROM 芯片只需要。

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