Spannungsbegrenzung: Was ist das? (im Vergleich zur Zerstörungsspannung und Durchlassspannung)
Was ist Spannungsbegrenzung?
Spannungsbegrenzung ist definiert als die maximale Spannung, die durch einen elektrischen Schaltkreisschützer oder eine Überspannungsschutzvorrichtung passieren darf, bevor weitere Spannung im Schaltkreis begrenzt wird. Die Technik der Spannungsbegrenzung wird in moderner elektrischer Ausrüstung verwendet, um vor Spannungsspitzen zu schützen.
Die Spannungsbegrenzung ist eine vorgegebene Spannung für eine Überspannungsschutzvorrichtung. Die Überspannungsschutzvorrichtung wird die Eingangsspannung daran hindern, diese Zahl zu überschreiten. Beachten Sie, dass eine Überspannungsschutzvorrichtung ein Gerät ist, das an einem Schaltkreis angeschlossen wird, um die nachgeschalteten Geräte vor Spannungsspitzen oder -spitzen in Wechselstromschaltkreisen zu schützen.
Wenn die Eingangsspannung höher als diese vorgegebene „Begrenzungsspannung“ ist, wird die Überspannungsschutzvorrichtung die Spannung auf diese vorgegebene (sichere) Spannung unterdrücken.
Dadurch werden die Geräte davor geschützt, eine Spannungsspitze zu erleben, die das Gerät beschädigen und die Sicherheit der Umstehenden gefährden könnte. Wenn die Spannung auf diese Weise unterdrückt wird, wird gesagt, dass die Spannung „begrenzt“ wurde.
Zum Beispiel beträgt die Nennspannung des Geräts 120V und es funktioniert bei einer Grenze von 240V Eingangsspannung einwandfrei.
Wenn die Eingangsspannung höher als diese Grenze ist, kann das Gerät beschädigt werden. Für eine bessere Funktion des Geräts wählen wir eine Begrenzungsspannung, die geringer als die maximale tragfähige Spannung ist.
In diesem Beispiel beträgt die maximale tragfähige Spannung 240V. Um den Überspannungseffekt in einem Gerät zu verhindern, wird eine Überspannungsschutzvorrichtung mit dem Gerät verbunden, die die Eingangsspannung leicht unter 240V begrenzt. Hier wählen wir die Begrenzungsspannung als 220V.
Wenn stromaufwärts eine Spannungsspitze auftritt, die die Spannung steigen lässt, wird die Überspannungsschutzvorrichtung die Spannung auf maximal 220V „begrenzen“.
Die Leistungsfähigkeit von Überspannungsschutzvorrichtungen wird in Laboratorien getestet, und viele Tests werden an ihnen durchgeführt.
Spannungsbegrenzung vs. Zerstörungsspannung
Zerstörungsspannung ist definiert als die minimale Spannung, ab der der Isolator beginnt, sich wie ein Leiter zu verhalten und eine große Menge an Strom durch den Isolator fließt.
Die elektrischen Eigenschaften eines Dioden liegen zwischen Isolator und Leiter, da Dioden aus Halbleitermaterialien wie Silizium, Germanium usw. hergestellt werden.
Bei Gegenrichtungsbedingungen verhält sich die Diode wie ein Isolator. Wenn die zugeführte Spannung größer als die inverse Zerstörungsspannung ist, tritt an der Verbindung ein Zerstörungsvorgang auf, und Strom fließt durch die Diode.
Die Spannungsbegrenzung ist ein anderes Konzept als die Zerstörungsspannung. Eine Begrenzungsspannung ist eine Basislinie, über die die Eingangsspannung nicht hinausgehen kann. Eine Zerstörungsspannung ist eine Basislinie, bei der der Strom null ist. Nach Überschreiten dieser Basislinie beginnt der Strom zu fließen.
Spannungsbegrenzung vs. Durchlassspannung
Die Spannungsbegrenzung wird auch als „Durchlassspannung“ bezeichnet. In manchen Überspannungsschutzgeräten wird die Begrenzungsspannung als Durchlassspannung angegeben.
Wie der Name schon sagt, ist es die Spannungsebene, bis zu der der Überspannungsschutz die angeschlossenen Geräte durchlässt. Und bis zu dieser Spannungsebene arbeiten die angeschlossenen Geräte korrekt.
Was ist eine gute Begrenzungsspannung?
Der Wert der Begrenzungsspannung für ein bestimmtes Gerät oder einen bestimmten Schaltkreis hängt davon ab, wie viel Spannung er aushalten kann.
Ein Überspannungsschutz wird verwendet, um Spannungsspitzen, die durch die Eingangsversorgung erzeugt werden, zu kontrollieren. Die Begrenzungsspannung bestimmt die Spannungsebene, bei der der Überspannungsschutz die Spannungsspitze abschwächt. Für den besten Überspannungsschutz sollte die Begrenzungsspannung nicht 400V überschreiten.
Für einen guten Überspannungsschutz ist die Reaktionszeit gegen Spannungsspitzen am wichtigsten. Je schneller die Reaktionszeit, desto besser der Schutz. Im Allgemeinen wird die Reaktionszeit des Überspannungsschutzes in Nanosekunden gemessen.
Ein niedrigerer Wert der Begrenzungsspannung bedeutet besseren Schutz. Manchmal führt dies jedoch zu unnötigem Auslösen und einer kürzeren Lebensdauer des gesamten Schutzsystems.
Underwriters Laboratories (UL) empfehlen drei Schutzstufen für 120V AC-Systeme, und zwar bei 330V, 400V und 500V. Die Standardbegrenzungsspannung für ein 120V AC-System beträgt 330V.
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