浪涌保護器工作原理介紹

1、在配置計算機系統(tǒng)時，您可能購買的一個標準元件將是浪涌保護器。浪涌保護器的大部分設(shè)計都能提供一個非常明顯的功能——允許多個元件共用一個電源插座。因為計算機系統(tǒng)是由各種不同的元件組成的，所以浪涌保護器確實是一個非常有用的裝置。

但是帶有浪涌保護器的電源板的另一個功能——保護計算機中電子設(shè)備免受電源浪涌的損害——要重要得多。在本文中，我們將了解浪涌保護器（也稱為浪涌抑制器），揭示其作用、適用情況和工作效果。此外，我們還將介紹它能提供何種水平的保護，為什么即使您使用了優(yōu)質(zhì)浪涌保護器，也可能得不到需要的所有保護。

2、浪涌基本知識

浪涌保護器系統(tǒng)的主要作用是保護電子設(shè)備免受“浪涌”的損害。因此，如果您想知道浪涌保護器的作用，就需要弄清楚兩個問題：什么是浪涌？電子設(shè)備為什么需要它們的保護？

電涌或瞬變電壓是指電壓在電能流動的過程中大幅超過其額定水平。在美國，一般家庭和辦公環(huán)境配線的標準電壓是120伏。如果電壓超過了120伏，就會產(chǎn)生問題，而浪涌保護器有助于防止該問題損壞計算機。

為了澄清這一問題，了解一些有關(guān)電壓的知識會很有幫助。電壓是一種表示電勢能差額的度量單位。電流能夠從一點流到另一點，是因為電線一端的電勢能比另一端的電勢能大。這與水在壓力下流出水管的原理相似——水管一端的高壓推動著水流向壓力較低的區(qū)域。因此，您可以將電壓看作是電壓力的度量單位。

我們稍后將了解到，有各種因素可以引起電壓的短暫上升。

• 當電壓增加持續(xù)三毫微秒（十億分之一秒）或更長時間時，被稱為浪涌。
• 當電壓增加僅持續(xù)一毫微秒或兩毫微秒時，被稱為尖峰。

如果浪涌或尖峰電壓足夠高，它就可能對計算機造成某種嚴重損壞。這種效果與向水管施加過大水壓十分相似。如果水壓過大，水管將會爆裂。如果電線中的電壓過大，也會發(fā)生類似的事情——電線“爆裂”。實際上，它會像電燈泡燈絲一樣發(fā)熱并燒斷，但原理相同。增加的電壓即使不會立即損壞計算機，也會使元件過度損耗，長期下來會降低它們的使用壽命。在下一部分中，我們將了解浪涌保護器如何防止此情況的發(fā)生。

3、浪涌保護過程

標準浪涌保護器會將來自電源插座的電流輸送給電源板上插接的多個電氣和電子設(shè)備。如果產(chǎn)生 浪涌或尖峰 ，使電壓超過了可接受的級別，浪涌保護器會將多出來的電流轉(zhuǎn)移到電源插座的地線。

在最常見的浪涌保護器中，都有一個稱為 金屬氧化物變阻器 （Metal Oxide Varistor， MOV ）的元件，用來轉(zhuǎn)移多余的電壓。如下圖所示，MOV將火線和地線連接在一起。

MOV由三部分組成：中間是一根金屬氧化物材料，由兩個半導體連接著電源和地線。

這些半導體具有隨著電壓變化而改變的 可變電阻 。當電壓低于某個特定值時，半導體中的電子運動將產(chǎn)生極高的電阻。反之，當電壓超過該特定值時，電子運動會發(fā)生變化，半導體電阻會大幅降低。如果電壓正常，MOV會閑在一旁。而當電壓過高時，MOV可以傳導大量電流，消除多余的電壓。

隨著多余的電流經(jīng)MOV轉(zhuǎn)移到地線，火線電壓會恢復正常，從而導致MOV的電阻再次迅速增大。按照這種方式，MOV僅轉(zhuǎn)移電涌電流，同時允許標準電流繼續(xù)為與浪涌保護器連接的設(shè)備供電。打個比方說，MOV的作用就類似一個壓敏閥門，只有在壓力過高時才會打開。

4、其他浪涌保護裝置

另一種常見的浪涌保護裝置是氣體放電管。這些氣體放電管的作用與MOV相同 ——它們將多余的電流從火線轉(zhuǎn)移到地線，通過在兩根電線之間使用惰性氣體作為導體實現(xiàn)此功能。

當電壓處于某一特定范圍時，該氣體的組成決定了它是不良導體。如果電壓出現(xiàn)浪涌并超過這一范圍，電流的強度將足以使氣體電離，從而使氣體放電管成為非常良好的導體。它會將電流傳導至地線，直到電壓恢復正常水平，隨后它又會變成不良導體。

這兩種方法都是采用并聯(lián)電路設(shè)計——多余的電壓從標準電路流入另一個電路。有幾種浪涌保護器產(chǎn)品使用串聯(lián)電路設(shè)計抑制電涌——它們不是將多余的電流分流到另一條線路，而是通過降低流過火線的電量。基本上說，這些抑制器在檢測到高電壓時會儲存電能，隨后再逐漸釋放它們。制造這種保護器的公司解釋說該方法可以提供更好的保護，因為它反應(yīng)速度更快，并且不會向地線分流，但另一方面，這種分流可能會干擾建筑物的電力系統(tǒng)。

作為輔助元件，有些浪涌保護器還配有內(nèi)置保險絲。保險絲是一種電阻器，當電流低于某個標準時，它的導電性能非常好。反之，當電流超過了可接受的標準，電阻產(chǎn)生的熱量會燒斷保險絲，從而切斷電路。如果MOV不能抑制電涌，過高的電流將燒斷保險絲，保護連接的設(shè)備。該保險絲只能使用一次，一旦燒斷就需要更換。

有些浪涌保護器具有線路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于濾除“線路噪聲”，減小電流波動。這種基本浪涌保護器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡單。火線通過環(huán)形扼流線圈接到電源板插座上。扼流線圈只是一個用磁性材料做成的環(huán)，外面纏繞著導線——基本的電磁鐵。火線中所流經(jīng)電流的上下波動會給電磁鐵充電，使其發(fā)出電磁能量，從而消除電流的微小波動。這種“經(jīng)過調(diào)節(jié)”的電流更加穩(wěn)定，可使計算機（或其他電子設(shè)備）的供電電流更加平緩。