电子产品的设计中这5种浪涌防护方法必须掌握

因此，为了提高电子产品的可靠性和人体自身的安全性，必须对电压瞬变和浪涌采纳防护方法。

产生浪涌的缘故原由是多方面的，浪涌是一种上升速率高、持续韶光短的尖峰脉冲。
电网过压、开关 打火、虬源反向、静电、电机/电源噪声等都是产生浪涌的成分。

而浪涌保护器为电子设备的电源浪涌防护供应了一种简便、经济、可靠的防护方法。
众所周知，电子产品在利用中常常会碰着意外的电压瞬变和浪涌，从而导致电子产品的破坏，破坏的缘故原由是电子产品中的半导体器件（包括二极管 、晶体管 、可控硅和集成电路等）被烧毁或击穿 。
1、其方法之一是使整机和系统接地，整机和系统的地（公共端）和大地应分开，整机和系统中的每个子系统均应有独立的公共端，在子系统之间需传输数据或旗子暗记时，应以大地为参考电平，接地线（面）必须能流过很大的电流 ，如几百安培。

2、第二种防护方法是在整机和系统中的关键部位（如电脑的显示器等），采取电压瞬变和浪涌的防护器件，使电压瞬变和浪涌通过防护器件旁路到子系统地和大地，从而让进入整机和系统中的瞬变电压和浪涌幅度大大降落。

3、第三种防护方法是对主要和昂贵的整机和系统采取几个电压瞬变和浪涌防护器件的组合形式以构成多级防护电路 。

浪涌保护器为电子设备的电源浪涌防护供应了一种简便、经济、可靠的防护方法，通过防浪涌元件（MOV），在雷击感应及操作过电压时，迅速将浪涌能量传入大地，保护设备免遭危害。

对浪涌的防护方法

（1） 并联型电涌保护器并联于供电线路上

在正常情形下，防雷模块内的压敏电阻 处于高阻状态。
电网遭受雷击或开关操作涌现瞬时浪涌过电压时，防雷器在纳秒级韶光内相应，压敏电阻呈低阻状态，迅速将过电压限定在一个很低的幅值内。

当线路中有较永劫光的持续脉冲或持续过电压，压敏电阻器性能劣化而发热到一定程度使热脱机构脱扣，避免失火发生，从而保护设备。

（2） 串联滤波型电涌保护器串联接入供电线路中

为贵重的电子设备供应安全、清洁的电源，雷电波除了有巨大的能量外，还有极其陡峭的电压及电流上升率。
并联型电涌保护器只能抑制雷电波的幅值，但无法改变其急剧上升的前沿。
串联滤波型电源电涌保护器串联于供电线路上。

在过电压情形下MOV1、MOV2在纳妙级韶光内做出相应，将过电压箝位；同时LC滤波器将雷电波陡峭的电压，电流提升率降落近1000倍，残压降落5倍，从而保护敏感的用户设备。

（3） 在电源线的相间、线间安装压敏限幅型元件，以限定浪涌过电压

第一种方法对照明、电梯、空调 、电机等耐冲击电压水平较高的电气设备的防护效果比较好。
但对付集成度高、构造紧凑的当代电子设备来说，实际防护效果就不那么令人满意了。
情由如下：

以单相220V互换电源的感应雷击防护为例，常用方法在零、地线之间并上得当的压敏型元件，以接管限定感应雷击产生的尖峰电压。
电源线路防雷效果的好坏完备取决于压敏器件参数的选择和压敏器件事情的可靠性。

压敏限幅值的选择是在市电的峰值310V的根本上加上20%的电网颠簸影响、10%的器件分散性偏差和15%的因长期事情造成发热、受潮、元件老化等可靠性成分补偿，一样平常取值为470V～510V，感应雷击等各种尖峰滋扰电压都被限定在470V。
对付470V以下的电压，压敏器件不动作。

普通低压电器设备（机床、电梯、照明、空调等）的工频耐压值一样平常为互换1500V，而瞬间耐压峰值可达2500V以上，以是470V的电压是十分安全的。

但大规模集成电路组成的当代电子设备的事情电压一样平常为5V～15V之间，最高耐压值一样平常不超过50V，以是叠加在市电上的小于470V的高频尖峰电压就会直接送入负载，通过空间耦合 电容 ，变压器 层间、极间电容不成比例地传到开关电源 或集成电路芯片上，能造成故障。

只管高频开关电源和电子设备都有相应的防尖峰滋扰方法，但受本钱和体积限定，再加上感应雷击等尖峰滋扰的强度、频谱变革很大，以是防护效果不理想。

这还是在压敏限幅元件比较空想的情形下得出的效果，实际上由于压敏元件残压和引线电感的影响，在较强感应雷击下，可能会导致实际限幅电压峰值升到800V～1000V以上，而使后级电子设备遭受威胁。

（4） 加强对电子设备的防护效果，在电源与负载间串入超隔离变压器（又称隔离法），以隔绝高频尖峰滋扰，同时又可使次级等电位联接便于进行。

隔离法紧张采取带屏蔽层的隔离变压器。
由于共模滋扰是一种相对大地的滋扰，以是它紧张通过变压器绕组间的耦合电容来通报。

如果在初、次级之间插入屏蔽层，并使之良好接地，便能使滋扰电压通过屏蔽层分路掉，从而减小输出真个滋扰电压。

理论上带屏蔽层的变压器能使衰减量达到60dB旁边。
但隔离效果的好坏，每每取决于屏蔽层的工艺。

最好选用 0.2 mm厚的紫铜板材 ，原边、副边各加一个屏蔽层。
常日，原边的屏蔽层通过一个电容器 与副边的屏蔽层接到一起，再接到副边的地上。
也可以原边的屏蔽层接原边的地线，副边的屏蔽层接到边的地线。
并且接地引线的截面积也要大一些好。
采取带屏蔽层的隔离变压器，是个好方法，只是体积较大。

这种方法因变压器功能过于单一，相对体积、重量大，安装不甚方便，对中、低频尖峰和浪涌防护效果不好，因此市场有限，生产厂家也不多，以是非分外场合一样平常都不用。
（5） 接管法

接管法紧张采取吸波器件将浪涌尖峰滋扰电压接管掉。
吸波器件都有共同的特点，即在阈值电压 以下呈现高阻抗 ，而一旦超过阈值电压，则阻抗便急剧低落，因此对尖峰电压有一定的抑制浸染。

这类吸波器件紧张有压敏电阻、气体放电管、TVS 管、固体放电管等。

不同的吸波器件对尖峰电压的抑制也有各自的局限性。
如压敏电阻的电流接管能力不足大，气体放大电管的相应速率较慢。

在电子产品的设计中，浪涌的防护设计是一个比较主要的知识点，很多攻城狮都在这里跌过跤，以是提前做好排坑，才能更高效、高质量的完成项目。

文章来源于EDA365电子论坛