浪涌保护器内部原理图【浪涌保护器工作原理】

浪涌保护器内部原理图【浪涌保护器工作原理】

1、在配置计算机系统时，您可能购买的一个标准元件将是浪涌

保护器。浪涌保护器的大部分设计都能提供一个非常明显的功能——允许多个元件共用一个电源插座。因为计算机系统是由各种不同

的元件组成的，所以浪涌保护器确实是一个非常有用的装置。

但是带有浪涌保护器的电源板的另一个功能——保护计算机中电子设备免受电源浪涌的损害——要重要得多。在本文中，我们将了

解浪涌保护器（也称为浪涌抑制器），揭示其作用、适用情况和工

作效果。此外，我们还将介绍它能提供何种水平的保护，为什么即

使您使用了优质浪涌保护器，也可能得不到需要的所有保护。

2、浪涌基本知识

浪涌保护器系统的主要作用是保护电子设备免受“浪涌”的损害。因此，如果您想知道浪涌保护器的作用，就需要弄清楚两个问题：

什么是浪涌？电子设备为什么需要它们的保护？

电涌或瞬变电压是指电压在电能流动的过程中大幅超过其额定水平。在美国，一般家庭和办公环境配线的标准电压是120伏。如果

电压超过了120伏，就会产生问题，而浪涌保护器有助于防止该问

题损坏计算机。

为了澄清这一问题，了解一些有关电压的知识会很有帮助。电压是一种表示电势能差额的度量单位。电流能够从一点流到另一点，

是因为电线一端的电势能比另一端的电势能大。这与水在压力下流

出水管的原理相似——水管一端的高压推动着水流向压力较低的区域。因此，您可以将电压看作是电压力的度量单位。

我们稍后将了解到，有各种因素可以引起电压的短暂上升。

当电压增加持续三毫微秒（十亿分之一秒）或更长时间时，被称为浪涌。当电压增加仅持续一毫微秒或两毫微秒时，被称为尖峰。

如果浪涌或尖峰电压足够高，它就可能对计算机造成某种严重损坏。这种效果与向水管施加过大水压十分相似。如果水压过大，水

管将会爆裂。如果电线中的电压过大，也会发生类似的事情——电

线“爆裂”。实际上，它会像电灯泡灯丝一样发热并烧断，但原理

相同。增加的电压即使不会立即损坏计算机，也会使元件过度损耗，长期下来会降低它们的使用寿命。在下一部分中，我们将了解浪涌

保护器如何防止此情况的发生。

3、浪涌保护过程

标准浪涌保护器会将来自电源插座的电流输送给电源板上插接的多个电气和电子设备。如果产生浪涌或尖峰，使电压超过了可接受

的级别，浪涌保护器会将多出来的电流转移到电源插座的地线。

在最常见的浪涌保护器中，都有一个称为金属氧化物变阻器（MetalOxideVaristor，MOV）的元件，用来转移多余的电压。如下

图所示，MOV将火线和地线连接在一起。

MOV由三部分组成：中间是一根金属氧化物材料，由两个半导体

连接着电源和地线。

这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时，半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之，当电

压超过该特定值时，电子运动会发生变化，半导体电阻会大幅降低。如果电压正常，MOV会闲在一旁。而当电压过高时，MOV可以传导大

量电流，消除多余的电压。

一个由线路调节部分和保险丝组成的简单MOV浪涌保护器

随着多余的电流经MOV转移到地线，火线电压会恢复正常，从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式，MOV仅转移电涌电流，同时允许标准电流继续为与浪涌保护器连接的设备供电。打个

比方说，MOV的作用就类似一个压敏阀门，只有在压力过高时才会

打开。

4、其他浪涌保护装置

另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管的作用与MOV相同——它们将多余的电流从火线转移到地线，通过在两

根电线之间使用惰性气体作为导体实现此功能。

当电压处于某一特定范围时，该气体的组成决定了它是不良导体。如果电压出现浪涌并超过这一范围，电流的强度将足以使气体电离，从而使气体放电管成为非常良好的导体。它会将电流传导至地线，

直到电压恢复正常水平，随后它又会变成不良导体。

这两种方法都是采用并联电路设计——多余的电压从标准电路流入另一个电路。有几种浪涌保护器产品使用串联电路设计抑制电涌——它们不是将多余的电流分流到另一条线路，而是通过降低流过

火线的电量。基本上说，这些抑制器在检测到高电压时会储存电能，随后再逐渐释放它们。制造这种保护器的公司解释说该方法可以提

供更好的保护，因为它反应速度更快，并且不会向地线分流，但另

一方面，这种分流可能会干扰建筑物的电力系统。

作为辅助元件，有些浪涌保护器还配有内置保险丝。保险丝是一种电阻器，当电流低于某个标准时，它的导电性能非常好。反之，

当电流超过了可接受的标准，电阻产生的热量会烧断保险丝，从而

切断电路。如果MOV不能抑制电涌，过高的电流将烧断保险丝，保

护连接的设备。该保险丝只能使用一次，一旦烧断就需要更换。

具有线路调节扼流圈的浪涌保护器的内部结构

有些浪涌保护器具有线路调节系统，用于滤除“线路噪声”，减小电流波动。这种基本浪涌保护器的系统结构非常简单。火线通过

环形扼流线圈接到电源板插座上。扼流线圈只是一个用磁性材料做

成的环，外面缠绕着导线——基本的电磁铁。火线中所流经电流的

上下波动会给电磁铁充电，使其发出电磁能量，从而消除电流的微

小波动。这种“经过调节”的电流更加稳定，可使计算机（或其他

电子设备）的供电电流更加平缓。

5、浪涌源

当某种装置在电源线中的某点使电荷激增时，就会产生电涌。这会导致电势能的增加，从而增大流出壁式电源插座的电流。有很多

因素可导致发生电涌。

最常见的来源大概是闪电，尽管它实际上很少带来麻烦。当闪电划过电源线附近时，无论电源线是埋在地下、置于建筑物中还是沿

着电线杆延伸，闪电电能都可以增加几百万伏的电压。其带来的强

大电涌将超过几乎任何浪涌保护器的承受范围。在雷电交加的暴风

雨中，您永远不可能依赖浪涌保护器来保护计算机，最好的保护方

法就是切断计算机电源。

更常见的电涌源是大功率电气设备，例如电梯、空调和电冰箱。这些大功率设备在启动和关闭压缩机和电动机等部件时需要大量的

电能。这种切换操作会产生突然且短暂的电力需求，从而扰乱电力

系统的电压稳定。虽然这些浪涌远不如闪电带来的浪涌强，但是它

们的强度也足以立即或逐渐损坏设备元件，并且它们会在大多数建

筑物电力系统中经常发生。

其他电涌源包括错误配线、供电公司的设备问题和电源线老化等等。将电流从发电机传输到家庭或办公环境的变压器和线路系统非

常复杂，其中可能会有很多故障点和错误会导致电流不稳。在今天

的配电系统中，电涌的发生不可避免。在下一部分中，我们将了解

这对您来说意味着什么。

6、

是否需要安装浪涌保护器

在上一部分中，我们了解到电涌是一种常见现象，在我们目前的家庭和办公供电系统中是不可避免的。这就产生了一个有趣的问题：如果电涌是电力系统固有的现象，为什么在50年前我们的家庭中就

不需要浪涌保护器呢？

回答是，现代电子设备（例如，计算机、微波炉、DVD播放器）

非常复杂，其中的很多元器件要比以前机器中的元器件更小和更精密，因此它们对电流的增加更敏感。微处理器是所有计算机和许多