简析常见电子产品中雷击浪涌防护与防护器件

jksemi · 发表于 2021-3-24 10:10:26

雷电及浪涌电压电流的幅值都是极高的，而且具有极高内阻的电流源相近的电流特性，因此在进行雷击浪涌防护方案设计时，工程师可以多往这些方面靠。雷电及浪涌防护的基本原则是使雷电及浪涌所包含的能量按照预先设定好的方式和途径顺利的泄放。在电路保护解决方案中，雷击浪涌防护是电子工程师尤为关注的一个防护重点。

在雷电放电的过程中，由于瞬间放电产生了强烈的电磁脉冲，在临近的设备或电子线路上感应了幅值和变化速率都很高的浪涌电压电流，对某些电子设备产生毁灭性的的破坏，这种雷击现象称为简介雷击或感应雷击。而我们所要防护的也正是雷击浪涌所带来的过高电压电流，一般工程师会根据客户的产品类型以及防护等级来进行防护方案设计和防护器件的推荐。户外设备、通信设备等的防雷过压一般会选择陶瓷放电管，而残压部分则可以应用TVS二极管或者是压敏电阻来限压，过电流防护则可以选择PTC自恢复保险丝，免去频繁更换或者是不便更换的传统保险丝。

浪涌是沿线路或电路传送的电流、电压或功率的瞬态波，其特征是先快速上升后缓慢下降。就通信线路和电力线路的浪涌危害来看，较为明显的表现是系统暂停、死机、被损坏，严重时可能引发事故，而看不见的危害则是线路内部的性能下降、使用寿命减短、可靠性降低等影响。

最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，知道了雷击浪涌的形成和雷击浪涌对电脑设备以及其他电子/电力设备的损坏，雷击浪涌防护电路设计要达到两个目的：一是要将线路中感应的雷击浪涌电流泄放到大地，二是要使被保护设备端的浪涌电压限制在允许的安全电压以下。

电路保护器件作为被动元件，一直默默的为各类设备提供雷击浪涌、过压、过流等防护，确保主动元件及整个电路、设备的使用安全。雷击浪涌防护中常用到的电路保护器件主要有开关型防雷限压器件GDT陶瓷气体放电管、半导体放电管、玻璃放电管；钳位型防雷限压器件TVS瞬态抑制二极管、压敏电阻、贴片压敏电阻、ESD静电放电二极管以及过流防护器件PTC自恢复保险丝。

为确保市场中每一个成熟电子/电力产品设备的都具高安全可靠性，在设计开始时就要规划电路保护方案，虽然电路保护器件比过往小了许多，但是在PCB设计完成之后，如果没有充足的空间就不可能添加电路保护器件。如果电子/电力产品设备在研发周期没有及时考虑电路保护，而后期又因为PCB板空间的问题致使防护方案的实现无能，就相当于没有保护层，其雷击浪涌防护能力基本为零，产品性能会持续下降、使用寿命减短、可靠性也逐步降低，严重影响产品质量及市场口碑，反之，在产品研发前期就积极的规划了电路保护方案，并结合EMC实验室的测试数据进行方案优化，产品可靠性得到有效保障，产品的质量和市场口碑自然也不会受到任何不利影响。

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stary666 · 发表于 2021-3-26 09:43:21

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:43:39

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:44:06

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:44:26

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:44:45

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:45:00

看看

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:45:24

不错

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:45:52

加油

stary666 · 发表于 2021-3-26 09:46:08

哈哈

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