อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่ป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือ และสายสื่อสารต่างๆ เพื่อความปลอดภัย อุปกรณ์นี้เหมาะสำหรับระบบจ่ายไฟที่มี AC 50/60Hz และแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 220V/380V ประเภทและโครงสร้างของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะแตกต่างกันไปตามการใช้งานที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปสามารถจำแนกได้ดังนี้:

一、จำแนกตามหลักการทำงาน

  1. ประเภทสวิตซ์แรงดันไฟฟ้า:จะอยู่ในสถานะอิมพีแดนซ์สูงเมื่อไม่มีแรงดันไฟเกินทันที และจะเปลี่ยนไปเป็นสถานะอิมพีแดนซ์ต่ำทันทีเมื่อเกิดไฟกระชาก ส่งผลให้กระแสไฟกระชากถูกเบี่ยงเบนลงกราวด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันอุปกรณ์จากความเสียหายจากแรงดันไฟเกิน ส่วนประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ช่องว่างการคายประจุ ท่อระบายก๊าซ ไทริสเตอร์ เป็นต้น

 

  1. ประเภทการจำกัดแรงดันไฟฟ้า:เมื่อไม่มีไฟกระชาก จะแสดงสถานะอิมพีแดนซ์สูง แต่เมื่อกระแสไฟกระชากและแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น อิมพีแดนซ์จะลดลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้แรงดันไฟฟ้าอยู่ในระดับที่ปลอดภัย ลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันเป็นแบบไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมาก จึงหลีกเลี่ยงความเสียหายต่ออุปกรณ์ที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกิน ส่วนประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ซิงค์ออกไซด์ วาริสเตอร์ ไดโอดระงับไฟฟ้า ไดโอดอะวาแลนช์ เป็นต้น

 

  1. แบบผสม:การรวม SPD ประเภทสวิตช์แรงดันไฟฟ้าและประเภทจำกัดแรงดันไฟฟ้าเข้าด้วยกัน มีทั้งฟังก์ชันสวิตช์แรงดันไฟฟ้าและฟังก์ชันจำกัดแรงดันไฟฟ้า ซึ่งสามารถจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะและกระแสไฟกระชากในการคายประจุได้พร้อมกัน ช่วยให้เกิดประสิทธิภาพในการป้องกันที่ดียิ่งขึ้น

 

สอง、 จำแนกตามสถานการณ์การใช้งาน

  1. ตัวป้องกันไฟฟ้า:รวมถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระแสสลับ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระแสตรง อุปกรณ์ป้องกันไฟสวิตช์ ฯลฯ
  2. ตัวป้องกันสัญญาณ:รวมถึงตัวป้องกันสัญญาณความถี่ต่ำ ตัวป้องกันสัญญาณความถี่สูง ตัวป้องกันฟีดเดอร์เสาอากาศ ฯลฯ

 

 

สาม、 จำแนกตามระดับการทดลอง

ตามมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 18802.11-20201 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากยังสามารถจำแนกออกเป็น XNUMX ประเภทต่อไปนี้ตามระดับการทดสอบ:

  1. เครื่องป้องกันไฟกระชากระดับ Class I (เครื่องป้องกันไฟกระชากระดับ 1) :ส่วนใหญ่ใช้ทนต่อกระแสไฟฟ้าแรงสูงที่เกิดจากฟ้าผ่าโดยตรงหรือฟ้าผ่าเหนี่ยวนำ โดยจำกัดให้อยู่ในช่วงที่อุปกรณ์หรือระบบสามารถทนได้ รูปคลื่นในการทดลองคือ 10/350 μs
  2. เครื่องป้องกันไฟกระชากคลาส II (เครื่องป้องกันไฟกระชากรอง):ส่วนใหญ่ใช้ทนต่อกระแสไฟกระชากแอมพลิจูดปานกลางที่เกิดจากฟ้าผ่าทางอ้อมหรือการทำงานของสวิตช์ และลดกระแสไฟกระชากให้อยู่ในระดับที่ต่ำกว่า รูปคลื่นที่ใช้ในการทดลองคือ 8/20 μs
  3. เครื่องป้องกันไฟกระชาก Class III (เครื่องป้องกันไฟกระชาก 3 ระดับ) :ส่วนใหญ่ใช้เพื่อทนต่อกระแสไฟกระชากที่มีแอมพลิจูดต่ำหรือรูปคลื่นตกค้าง และกำจัดสิ่งเหล่านี้ให้เหลือน้อยที่สุด รูปคลื่นที่ใช้ในการทดลองคือคลื่นผสม 1.2/50 μs และ 8/20 μs สถานการณ์การใช้งานหลักคืออุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนที่ปลายสาย เช่น คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์สื่อสาร เครื่องมือ ฯลฯ

 

นอกจากนี้ เมื่อจำแนกตามอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ยังสามารถจำแนกออกเป็นประเภทต่อไปนี้ได้ด้วย:

 

  1. วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (MOV): ประกอบด้วยวัสดุโลหะออกไซด์ (ส่วนใหญ่เป็นสังกะสีออกไซด์) เป็นอุปกรณ์จับยึดที่มีลักษณะคล้ายกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบติดกันสองตัว โดยมีความเร็วในการตอบสนองในระดับนาโนวินาที
  2. เครื่องระงับแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ (TVS):อุปกรณ์นี้ทำงานในโหมดการหนีบแรงดันไฟฟ้าด้วยความเร็วในการตอบสนองระดับต่ำกว่านาโนวินาที มีวิธีการบรรจุภัณฑ์หลายวิธีที่สามารถตอบสนองความต้องการในโอกาสต่างๆ ได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าบน TVS เกินแอมพลิจูดที่กำหนด อุปกรณ์จะนำและปล่อยพลังงานไฟกระชากอย่างรวดเร็วผ่านการแยกไฟกระชากแบบย้อนกลับของ PN junction เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีพลังงานไฟกระชากเพียงเล็กน้อย หากพลังงานไฟกระชากมีขนาดใหญ่และจำเป็นต้องใช้ร่วมกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากกำลังสูงอื่นๆ ควรใช้เป็นการป้องกันรอง
  3. ท่อระบายแก๊ส (GDT) :อุปกรณ์นี้บรรจุอยู่ในภาชนะเซรามิกและประกอบด้วยอิเล็กโทรดโลหะ 2 ชิ้นขึ้นไปที่มีช่องว่างซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย (อาร์กอนหรือนีออน) เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายไปยังขั้วต่อทั้งสองถึงจุดที่ก๊าซภายในท่อระบายก๊าซแตก ท่อระบายก๊าซจะเริ่มปล่อยประจุ และอุปกรณ์จะเข้าสู่สถานะไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่อิเล็กโทรดทั้งสองชิ้นจะไม่เกินแรงดันไฟฟ้าที่พังทลาย

 

โดยสรุปแล้ว อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมีหลายประเภท ควรเลือกตามสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดการป้องกันที่แตกต่างกัน