5種浪涌防護方法，你不看看？
[導讀]據估計，電子產品的故障有75%是由于瞬變和浪涌造成的。電壓的瞬變和浪涌無處不在，電網、雷擊、爆破，就連人在地毯上行走都會產生上萬伏的靜電感應電壓，這些都是電子產品的隱形致命殺手。因此，為了提高電子產品的可靠性和人體自身的安全性，必須對電壓瞬變和浪涌采取防護措施。產生浪涌的原因是多...
據估計，電子產品的故障有75%是由于瞬變和浪涌造成的。電壓的瞬變和浪涌無處不在，電網、雷擊、爆破，就連人在地毯上行走都會產生上萬伏的靜電感應電壓，這些都是電子產品的隱形致命殺手。
因此，為了提高電子產品的可靠性和人體自身的安全性，必須對電壓瞬變和浪涌采取防護措施。
產生浪涌的原因是多方面的，浪涌是一種上升速度高、持續(xù)時間短的尖峰脈沖。
電網過壓、開關 打火、虬源反向、靜電、電機/電源噪聲等都是產生浪涌的因素。而浪涌保護器為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經濟、可靠的防護方法。
眾所周知，電子產品在使用中經常會遇到意外的電壓瞬變和浪涌，從而導致電子產品的損壞，損壞的原因是電子產品中的半導體器件（包括二極管 、晶體管 、可控硅和集成電路等）被燒毀或擊穿 。
1其方法之一是使整機和系統(tǒng)接地，整機和系統(tǒng)的地（公共端）和大地應分開，整機和系統(tǒng)中的每個子系統(tǒng)均應有獨立的公共端，在子系統(tǒng)之間需傳輸數(shù)據或信號時，應以大地為參考電平，接地線（面）必須能流過很大的電流 ，如幾百安培。
02第二種防護方法是在整機和系統(tǒng)中的關鍵部位（如電腦的顯示器 等）采用電壓瞬變和浪涌的防護器件，使電壓瞬變和浪涌通過防護器件旁路到子系統(tǒng)地和大地，從而讓進入整機和系統(tǒng)中的瞬變電壓和浪涌幅度大大降低。
03第三種防護方法是對重要和昂貴的整機和系統(tǒng)采用幾個電壓瞬變和浪涌防護器件的組合形式，以構成多級防護電路 。
浪涌保護器為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經濟、可靠的防護方法，通過防浪涌元件（MOV），在雷擊感應及操作過電壓時，迅速將浪涌能量傳入大地，保護設備免遭損害。
對浪涌的防護方法（1） 并聯(lián)型電涌保護器并聯(lián)于供電線路上在正常情況下，防雷模塊內的壓敏電阻 處于高阻狀態(tài)。電網遭受雷擊或開關操作出現(xiàn)瞬時浪涌過電壓時，防雷器在納秒級時間內響應，壓敏電阻呈低阻狀態(tài)，迅速將過電壓限制在一個很低的幅值內。當線路中有較長時間的持續(xù)脈沖或持續(xù)過電壓，壓敏電阻器性能劣化而發(fā)熱到一定程度使熱脫機構脫扣，避免火災發(fā)生，從而保護設備。
（2） 串聯(lián)濾波型電涌保護器串聯(lián)接入供電線路中為貴重的電子設備提供安全、潔凈的電源，雷電波除了有巨大的能量外，還有極其陡峭的電壓及電流上升率。并聯(lián)型電涌保護器只能抑制雷電波的幅值，但無法改變其急劇上升的前沿。串聯(lián)濾波型電源電涌保護器串聯(lián)于供電線路上。
在過電壓情況下MOV1、MOV2在納妙級時間內做出響應，將過電壓箝位；同時LC濾波器將雷電波陡峭的電壓，電流提升率降低近1000倍，殘壓降低5倍，從而保護敏感的用戶設備。
（3） 在電源線的相間、線間安裝壓敏限幅型元件，以限制浪涌過電壓第一種方法對照明、電梯、空調 、電機等耐沖擊電壓水平較高的電氣設備的防護效果比較好。但對于集成度高、結構緊湊的現(xiàn)代電子設備來說，實際防護效果就不那么令人滿意了。理由如下：
以單相220V交流電源的感應雷擊防護為例，常用方法在零、地線之間并上合適的壓敏型元件，以吸收限制感應雷擊產生的尖峰電壓。電源線路防雷效果的好壞完全取決于壓敏器件參數(shù)的選擇和壓敏器件工作的可靠性。壓敏限幅值的選擇是在市電的峰值310V的基礎上加上20%的電網波動影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長期工作造成發(fā)熱、受潮、元件老化等可靠性因素補償，一般取值為470V～510V。感應雷擊等各種尖峰干擾電壓都被限制在470V。對于470V以下的電壓，壓敏器件不動作。
普通低壓電器設備（機床、電梯、照明、空調等）的工頻耐壓值一般為交流1500V，而瞬間耐壓峰值可達2500V以上，所以470V的電壓是十分安全的。但大規(guī)模集成電路組成的現(xiàn)代電子設備的工作電壓一般為±5V～±15V之間，最高耐壓值一般不超過50V，所以疊加在市電上的小于470V的高頻尖峰電壓就會直接送入負載，通過空間耦合 電容 ，變壓器 層間、極間電容不成比例地傳到開關電源 或集成電路芯片上，能造成故障。
盡管高頻開關電源和電子設備都有相應的防尖峰干擾措施，但受成本和體積限制，再加上感應雷擊等尖峰干擾的強度、頻譜變化很大，所以防護效果不理想。這還是在壓敏限幅元件比較理想的情況下得出的效果，實際上由于壓敏元件殘壓和引線電感的影響，在較強感應雷擊下，可能會導致實際限幅電壓峰值升到800V～1000V以上，而使后級電子設備遭受威脅。
（4） 加強對電子設備的防護效果，在電源與負載間串入超隔離變壓器（又稱隔離法），以隔絕高頻尖峰干擾，同時又可使次級等電位聯(lián)接便于進行。
隔離法主要采用帶屏蔽層的隔離變壓器。由于共模干擾是一種相對大地的干擾，所以它主要通過變壓器繞組間的耦合電容來傳遞。如果在初、次級之間插入屏蔽層，并使之良好接地，便能使干擾電壓通過屏蔽層分路掉，從而減小輸出端的干擾電壓。理論上帶屏蔽層的變壓器能使衰減量達到60dB左右。但隔離效果的好壞，往往取決于屏蔽層的工藝。最好選用 0.2 mm厚的紫銅板材 ，原邊、副邊各加一個屏蔽層。通常，原邊的屏蔽層通過一個電容器 與副邊的屏蔽層接到一起，再接到副邊的地上。也可以原邊的屏蔽層接原邊的地線，副邊的屏蔽層接到邊的地線。并且接地引線的截面積也要大一些好。采用帶屏蔽層的隔離變壓器，是個好方法，只是體積較大。
這種方法因變壓器功能過于單一，相對體積、重量大，安裝不甚方便，對中、低頻尖峰和浪涌防護效果不好，因此市場有限，生產廠家也不多。所以非特殊場合一般都不用。
（5） 吸收法吸收法主要采用吸波器件將浪涌尖峰干擾電壓吸收掉。吸波器件都有共同的特點，即在閾值電壓 以下呈現(xiàn)高阻抗 ，而一旦超過閾值電壓，則阻抗便急劇下降，因此對尖峰電壓有一定的抑制作用。
這類吸波器件主要有壓敏電阻、氣體放電管、TVS 管、固體放電管等。不同的吸波器件對尖峰電壓的抑制也有各自的局限性。如壓敏電阻的電流吸收能力不夠大，氣體放大電管的響應速度較慢。
END
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因此，為了提高電子產品的可靠性和人體自身的安全性，必須對電壓瞬變和浪涌采取防護措施。
產生浪涌的原因是多方面的，浪涌是一種上升速度高、持續(xù)時間短的尖峰脈沖。
電網過壓、開關 打火、虬源反向、靜電、電機/電源噪聲等都是產生浪涌的因素。而浪涌保護器為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經濟、可靠的防護方法。
眾所周知，電子產品在使用中經常會遇到意外的電壓瞬變和浪涌，從而導致電子產品的損壞，損壞的原因是電子產品中的半導體器件（包括二極管 、晶體管 、可控硅和集成電路等）被燒毀或擊穿 。
1其方法之一是使整機和系統(tǒng)接地，整機和系統(tǒng)的地（公共端）和大地應分開，整機和系統(tǒng)中的每個子系統(tǒng)均應有獨立的公共端，在子系統(tǒng)之間需傳輸數(shù)據或信號時，應以大地為參考電平，接地線（面）必須能流過很大的電流 ，如幾百安培。
02第二種防護方法是在整機和系統(tǒng)中的關鍵部位（如電腦的顯示器 等）采用電壓瞬變和浪涌的防護器件，使電壓瞬變和浪涌通過防護器件旁路到子系統(tǒng)地和大地，從而讓進入整機和系統(tǒng)中的瞬變電壓和浪涌幅度大大降低。
03第三種防護方法是對重要和昂貴的整機和系統(tǒng)采用幾個電壓瞬變和浪涌防護器件的組合形式，以構成多級防護電路 。
浪涌保護器為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經濟、可靠的防護方法，通過防浪涌元件（MOV），在雷擊感應及操作過電壓時，迅速將浪涌能量傳入大地，保護設備免遭損害。
對浪涌的防護方法（1） 并聯(lián)型電涌保護器并聯(lián)于供電線路上在正常情況下，防雷模塊內的壓敏電阻 處于高阻狀態(tài)。電網遭受雷擊或開關操作出現(xiàn)瞬時浪涌過電壓時，防雷器在納秒級時間內響應，壓敏電阻呈低阻狀態(tài)，迅速將過電壓限制在一個很低的幅值內。當線路中有較長時間的持續(xù)脈沖或持續(xù)過電壓，壓敏電阻器性能劣化而發(fā)熱到一定程度使熱脫機構脫扣，避免火災發(fā)生，從而保護設備。
（2） 串聯(lián)濾波型電涌保護器串聯(lián)接入供電線路中為貴重的電子設備提供安全、潔凈的電源，雷電波除了有巨大的能量外，還有極其陡峭的電壓及電流上升率。并聯(lián)型電涌保護器只能抑制雷電波的幅值，但無法改變其急劇上升的前沿。串聯(lián)濾波型電源電涌保護器串聯(lián)于供電線路上。
在過電壓情況下MOV1、MOV2在納妙級時間內做出響應，將過電壓箝位；同時LC濾波器將雷電波陡峭的電壓，電流提升率降低近1000倍，殘壓降低5倍，從而保護敏感的用戶設備。
（3） 在電源線的相間、線間安裝壓敏限幅型元件，以限制浪涌過電壓第一種方法對照明、電梯、空調 、電機等耐沖擊電壓水平較高的電氣設備的防護效果比較好。但對于集成度高、結構緊湊的現(xiàn)代電子設備來說，實際防護效果就不那么令人滿意了。理由如下：
以單相220V交流電源的感應雷擊防護為例，常用方法在零、地線之間并上合適的壓敏型元件，以吸收限制感應雷擊產生的尖峰電壓。電源線路防雷效果的好壞完全取決于壓敏器件參數(shù)的選擇和壓敏器件工作的可靠性。壓敏限幅值的選擇是在市電的峰值310V的基礎上加上20%的電網波動影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長期工作造成發(fā)熱、受潮、元件老化等可靠性因素補償，一般取值為470V～510V。感應雷擊等各種尖峰干擾電壓都被限制在470V。對于470V以下的電壓，壓敏器件不動作。
普通低壓電器設備（機床、電梯、照明、空調等）的工頻耐壓值一般為交流1500V，而瞬間耐壓峰值可達2500V以上，所以470V的電壓是十分安全的。但大規(guī)模集成電路組成的現(xiàn)代電子設備的工作電壓一般為±5V～±15V之間，最高耐壓值一般不超過50V，所以疊加在市電上的小于470V的高頻尖峰電壓就會直接送入負載，通過空間耦合 電容 ，變壓器 層間、極間電容不成比例地傳到開關電源 或集成電路芯片上，能造成故障。
盡管高頻開關電源和電子設備都有相應的防尖峰干擾措施，但受成本和體積限制，再加上感應雷擊等尖峰干擾的強度、頻譜變化很大，所以防護效果不理想。這還是在壓敏限幅元件比較理想的情況下得出的效果，實際上由于壓敏元件殘壓和引線電感的影響，在較強感應雷擊下，可能會導致實際限幅電壓峰值升到800V～1000V以上，而使后級電子設備遭受威脅。
（4） 加強對電子設備的防護效果，在電源與負載間串入超隔離變壓器（又稱隔離法），以隔絕高頻尖峰干擾，同時又可使次級等電位聯(lián)接便于進行。
隔離法主要采用帶屏蔽層的隔離變壓器。由于共模干擾是一種相對大地的干擾，所以它主要通過變壓器繞組間的耦合電容來傳遞。如果在初、次級之間插入屏蔽層，并使之良好接地，便能使干擾電壓通過屏蔽層分路掉，從而減小輸出端的干擾電壓。理論上帶屏蔽層的變壓器能使衰減量達到60dB左右。但隔離效果的好壞，往往取決于屏蔽層的工藝。最好選用 0.2 mm厚的紫銅板材 ，原邊、副邊各加一個屏蔽層。通常，原邊的屏蔽層通過一個電容器 與副邊的屏蔽層接到一起，再接到副邊的地上。也可以原邊的屏蔽層接原邊的地線，副邊的屏蔽層接到邊的地線。并且接地引線的截面積也要大一些好。采用帶屏蔽層的隔離變壓器，是個好方法，只是體積較大。
這種方法因變壓器功能過于單一，相對體積、重量大，安裝不甚方便，對中、低頻尖峰和浪涌防護效果不好，因此市場有限，生產廠家也不多。所以非特殊場合一般都不用。
（5） 吸收法吸收法主要采用吸波器件將浪涌尖峰干擾電壓吸收掉。吸波器件都有共同的特點，即在閾值電壓 以下呈現(xiàn)高阻抗 ，而一旦超過閾值電壓，則阻抗便急劇下降，因此對尖峰電壓有一定的抑制作用。
這類吸波器件主要有壓敏電阻、氣體放電管、TVS 管、固體放電管等。不同的吸波器件對尖峰電壓的抑制也有各自的局限性。如壓敏電阻的電流吸收能力不夠大，氣體放大電管的響應速度較慢。
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