浪涌防護的案例
5種浪涌防護方法，快看看哪種最適合你
02
第二種防護方法是在整機和系統(tǒng)中的關(guān)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(gòu)成多級防護電路 。
浪涌保護器為電子設(shè)備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經(jīng)濟、可靠的防護方法，通過防浪涌元件（MOV），在雷擊感應(yīng)及操作過電壓時，迅速將浪涌能量傳入大地，保護設(shè)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(nèi)的壓敏電阻 處于高阻狀態(tài)。電網(wǎng)遭受雷擊或開關(guān)操作出現(xiàn)瞬時浪涌過電壓時，防雷器在納秒級時間內(nèi)響應(yīng)，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(nèi)。
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(gòu)脫扣，避免火災(zāi)發(fā)生，從而保護設(shè)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(shè)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。
展開 一文看雷擊浪涌的防護解析
一般CX電容可承受4000Vp的差模浪涌電壓沖擊，CY電容可承受5000Vp的共模電壓沖擊。正確選擇L1、L2和CX2、CY參數(shù)的大小，就可以抑制4000Vp以下的共模和差模浪涌電壓。但如果兩個CY電容是安裝在整機線路之中，其總?cè)萘坎荒艹^5000P，如要抑制浪涌電壓超過4000Vp，還需選用耐壓更高的電容器，以及帶限幅功能的浪涌抑制電路。
所謂抑制，只不過是把尖峰脈沖的幅度降低了一些，然后把其轉(zhuǎn)換成另一個脈沖寬度相對比較寬，幅度較為平坦的波形輸出，但其能量基本沒有改變。
兩個CY電容的容量一般都很小，存儲的能量有限，其對共模抑制的作用并不很大，因此，對共模浪涌抑制主要靠電感L1和L2，但由于L1、L2的電感量也受到體積和成本的限制，一般也難以做得很大，所以上面電路對雷電共模浪涌電壓抑制作用很有限。
圖（a）中L1與CY1、 L2與CY2，分別對兩路共模浪涌電壓進行抑制，計算時只需計算其中一路即可。
?對L1進行精確計算，須要求解一組2階微分方程，結(jié)果表明：
電容充電是按正弦曲線進行，放電是按余弦曲線進行。
但此計算方法比較復(fù)雜，這里
采用比較簡單的方法。
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在整機和系統(tǒng)中的關(guān)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。
……
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選擇MOV時，要注意鉗位電壓不能超過被防護器件的最高耐壓，超過時，需要采用多級防護，例如后級加一個大功率電阻去耦，再加一顆TVS，利用TVS的低鉗位電壓進一步減小殘壓。
最大脈沖電流
雷擊或者感性負載切換等等，會產(chǎn)生很大浪涌電流，MOV除了鉗位住高壓以外，還需要泄放浪涌電流。
MOV能否承受住浪涌電流，主要和一段時間內(nèi)MOV承受的能量大小有關(guān)，能量過大，MOV過熱燒毀。能量的大小，和浪涌的波形和數(shù)目有關(guān)，通常，器件的浪涌能力都按8/20us波形能測試。上圖中的MOV，單個3500A的8/20us的浪涌脈沖，連續(xù)2個3000A的8/20us的浪涌脈沖，連續(xù)20個750A的8/20us的浪涌脈沖。
此外，MOV的寄生電容比較大，不能用在較高速率的信號線上。MOV的響應(yīng)時間比TVS慢，對一些快速的脈沖，像ESD可能不起作用。這些也是我們需要考慮的因素。
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選擇MOV時，要注意鉗位電壓不能超過被防護器件的最高耐壓，超過時，需要采用多級防護，例如后級加一個大功率電阻去耦，再加一顆TVS，利用TVS的低鉗位電壓進一步減小殘壓。
最大脈沖電流
雷擊或者感性負載切換等等，會產(chǎn)生很大浪涌電流，MOV除了鉗位住高壓以外，還需要泄放浪涌電流。
MOV能否承受住浪涌電流，主要和一段時間內(nèi)MOV承受的能量大小有關(guān)，能量過大，MOV過熱燒毀。能量的大小，和浪涌的波形和數(shù)目有關(guān)，通常，器件的浪涌能力都按8/20us波形能測試。上圖中的MOV，單個3500A的8/20us的浪涌脈沖，連續(xù)2個3000A的8/20us的浪涌脈沖，連續(xù)20個750A的8/20us的浪涌脈沖。
此外，MOV的寄生電容比較大，不能用在較高速率的信號線上。MOV的響應(yīng)時間比TVS慢，對一些快速的脈沖，像ESD可能不起作用。這些也是我們需要考慮的因素。
展開 EMS中的浪涌抗擾度電路分析！
本文結(jié)合了一個簡單的例子，從浪涌試驗的角度介紹了前級電路設(shè)備的選擇和典型電路。在未來的文章中，我們將繼續(xù)探討抗浪涌電路的相關(guān)內(nèi)容EMC設(shè)計性能指標的角度EMC前級電路。
具有穩(wěn)定性能的電源模塊，完善的浪涌防護電路將最大限度地保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。
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文章來源EDA365電子論壇
新能源汽車高壓線束布置方案
4.3 電源線傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾防護的設(shè)計分析
電源線傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾度在設(shè)計初期應(yīng)該同時考慮新能源車輛高壓、低 壓工作時浪涌、脈沖、靜電干擾的防護設(shè)計。
4.3.1 浪涌干擾設(shè)計防護
浪涌有持續(xù)時間較長，能量大的特點，與傳統(tǒng)的浪涌波形相像，圖 4 是幾種浪涌形式，需要慎重考慮。
圖4 浪涌干擾防護及電壓波形
4.3.2 脈沖干擾防護
各種開關(guān)繼電器及保險絲在開啟或者關(guān)閉的過程中，由于電弧產(chǎn)生的干擾脈沖，也需要進行線束設(shè)計初期考慮的防護。
圖5 脈沖干擾防護及電壓波形
4.3.3 靜電干擾設(shè)計的防護
靜電放電對于新能源車輛危害非常大，會引起嚴重的安全問題，各個零部件和整車都要保證足夠高的抗擾度。
圖6 靜電干擾設(shè)計電壓波形
通過以上數(shù)據(jù)的分析靜電抗擾設(shè)計的要點需要考慮一下方面：
1）敏感信號消抖處理
2）系統(tǒng)等電位設(shè)計
3）根據(jù)需求做絕緣隔離處理
4）敏感電路屏蔽處理
5）控制器 MCU、CPU、等供電電源優(yōu)化處理
6）合理的進行搭鐵接地
7）關(guān)鍵信號走線全路徑抗擾控制
8）敏感信號遠離板邊和 IO 接口
9）選擇合適的防護器件
5.
展開 新能源汽車高壓線束布置方案
4.3 電源線傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾防護的設(shè)計分析
電源線傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾度在設(shè)計初期應(yīng)該同時考慮新能源車輛高壓、低 壓工作時浪涌、脈沖、靜電干擾的防護設(shè)計。
4.3.1 浪涌干擾設(shè)計防護
浪涌有持續(xù)時間較長，能量大的特點，與傳統(tǒng)的浪涌波形相像，圖 4 是幾種浪涌形式，需要慎重考慮。
圖4 浪涌干擾防護及電壓波形
4.3.2 脈沖干擾防護
各種開關(guān)繼電器及保險絲在開啟或者關(guān)閉的過程中，由于電弧產(chǎn)生的干擾脈沖，也需要進行線束設(shè)計初期考慮的防護。
圖5 脈沖干擾防護及電壓波形
4.3.3 靜電干擾設(shè)計的防護
靜電放電對于新能源車輛危害非常大，會引起嚴重的安全問題，各個零部件和整車都要保證足夠高的抗擾度。
圖6 靜電干擾設(shè)計電壓波形
通過以上數(shù)據(jù)的分析靜電抗擾設(shè)計的要點需要考慮一下方面：
1）敏感信號消抖處理
2）系統(tǒng)等電位設(shè)計
3）根據(jù)需求做絕緣隔離處理
4）敏感電路屏蔽處理
5）控制器 MCU、CPU、等供電電源優(yōu)化處理
6）合理的進行搭鐵接地
7）關(guān)鍵信號走線全路徑抗擾控制
8）敏感信號遠離板邊和 IO 接口
9）選擇合適的防護器件
5.
展開 淺談新能源汽車線束布置方案及EMC 防護設(shè)計
4.3 電源線傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾防護的設(shè)計分析
電源線傳導(dǎo)瞬態(tài)抗擾度在設(shè)計初期應(yīng)該同時考慮新能源車輛高壓、低 壓工作時浪涌、脈沖、靜電干擾的防護設(shè)計。
4.3.1 浪涌干擾設(shè)計防護
浪涌有持續(xù)時間較長，能量大的特點，與傳統(tǒng)的浪涌波形相像，圖 4 是幾種浪涌形式，需要慎重考慮。
圖4 浪涌干擾防護及電壓波形
4.3.2 脈沖干擾防護
各種開關(guān)繼電器及保險絲在開啟或者關(guān)閉的過程中，由于電弧產(chǎn)生的干擾脈沖，也需要進行線束設(shè)計初期考慮的防護。
圖5 脈沖干擾防護及電壓波形
4.3.3 靜電干擾設(shè)計的防護
靜電放電對于新能源車輛危害非常大，會引起嚴重的安全問題，各個零部件和整車都要保證足夠高的抗擾度。
展開 弱電機房防雷接地系統(tǒng)的原理、組成及其設(shè)計
三、機房防雷設(shè)計
由于網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)防護點多、面廣，因此，為了保護建筑物和建筑物內(nèi)各向電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應(yīng)從整體防雷的角度來進行防雷方案的設(shè)計。現(xiàn)在都采取綜合防雷，綜合防雷設(shè)計方案應(yīng)包括兩個方面：直擊雷的防護和感應(yīng)雷的防護，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險的。同時防雷主要是從電源以及信號系統(tǒng)兩大方面進行。
1、直擊雷的防護
如果無直擊雷防護，按IEC1312的估算幾乎所有雷電流都流經(jīng)進出建筑物的導(dǎo)體型線路（如電源線、信號線等）侵入設(shè)備，這樣的損害就非常之嚴重，因此做好直接雷擊防護是做感應(yīng)雷擊防護的前提；直擊雷防護按照國標GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》設(shè)計和施工，主要使用避雷針、網(wǎng)、線、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護建筑外部不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設(shè)備提供一個相對安全的環(huán)境。
2、電源系統(tǒng)的防護
統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。
3、信號系統(tǒng)的防護
盡管在電源和通信線路等外接引入線路上安裝了防雷保護裝置，由于雷擊發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)線（如雙絞線）感應(yīng)到過電壓，仍然會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，甚至徹底破壞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬線路，如網(wǎng)絡(luò)金屬連線等都會感應(yīng)到極強的感應(yīng)雷擊；另外，當電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時，或建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷擊時，所產(chǎn)生強大的瞬變電流，對于網(wǎng)絡(luò)傳輸線路來說，所感應(yīng)的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞網(wǎng)絡(luò)。
展開 弱電機房防雷接地系統(tǒng)的原理、組成及其設(shè)計
三、機房防雷設(shè)計
由于網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)防護點多、面廣，因此，為了保護建筑物和建筑物內(nèi)各向電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應(yīng)從整體防雷的角度來進行防雷方案的設(shè)計。現(xiàn)在都采取綜合防雷，綜合防雷設(shè)計方案應(yīng)包括兩個方面：直擊雷的防護和感應(yīng)雷的防護，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險的。同時防雷主要是從電源以及信號系統(tǒng)兩大方面進行。
1、直擊雷的防護
如果無直擊雷防護，按IEC1312的估算幾乎所有雷電流都流經(jīng)進出建筑物的導(dǎo)體型線路（如電源線、信號線等）侵入設(shè)備，這樣的損害就非常之嚴重，因此做好直接雷擊防護是做感應(yīng)雷擊防護的前提；直擊雷防護按照國標GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》設(shè)計和施工，主要使用避雷針、網(wǎng)、線、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護建筑外部不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設(shè)備提供一個相對安全的環(huán)境。
2、電源系統(tǒng)的防護
統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。
3、信號系統(tǒng)的防護
盡管在電源和通信線路等外接引入線路上安裝了防雷保護裝置，由于雷擊發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)線（如雙絞線）感應(yīng)到過電壓，仍然會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，甚至徹底破壞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬線路，如網(wǎng)絡(luò)金屬連線等都會感應(yīng)到極強的感應(yīng)雷擊；另外，當電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時，或建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷擊時，所產(chǎn)生強大的瞬變電流，對于網(wǎng)絡(luò)傳輸線路來說，所感應(yīng)的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞網(wǎng)絡(luò)。
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弱電機房防雷接地系統(tǒng)的原理、組成及其設(shè)計
三、機房防雷設(shè)計
由于網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)防護點多、面廣，因此，為了保護建筑物和建筑物內(nèi)各向電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應(yīng)從整體防雷的角度來進行防雷方案的設(shè)計。現(xiàn)在都采取綜合防雷，綜合防雷設(shè)計方案應(yīng)包括兩個方面：直擊雷的防護和感應(yīng)雷的防護，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險的。同時防雷主要是從電源以及信號系統(tǒng)兩大方面進行。
1、直擊雷的防護
如果無直擊雷防護，按IEC1312的估算幾乎所有雷電流都流經(jīng)進出建筑物的導(dǎo)體型線路（如電源線、信號線等）侵入設(shè)備，這樣的損害就非常之嚴重，因此做好直接雷擊防護是做感應(yīng)雷擊防護的前提；直擊雷防護按照國標GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》設(shè)計和施工，主要使用避雷針、網(wǎng)、線、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護建筑外部不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設(shè)備提供一個相對安全的環(huán)境。
2、電源系統(tǒng)的防護
統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，微電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。
3、信號系統(tǒng)的防護
盡管在電源和通信線路等外接引入線路上安裝了防雷保護裝置，由于雷擊發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)線（如雙絞線）感應(yīng)到過電壓，仍然會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，甚至徹底破壞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬線路，如網(wǎng)絡(luò)金屬連線等都會感應(yīng)到極強的感應(yīng)雷擊；另外，當電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時，或建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷擊時，所產(chǎn)生強大的瞬變電流，對于網(wǎng)絡(luò)傳輸線路來說，所感應(yīng)的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞網(wǎng)絡(luò)。
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超寬電壓設(shè)計，適合6-36V電壓下使用、內(nèi)置過流自動恢復(fù)、防反接，防浪涌雷擊保護防護等級IP67。
什么是電阻？這篇文章講全面了！
MOV的特性就是當電壓超過一定閾值的時候，電阻迅速下降，可以通過大電流，因此可以用于浪涌防護和過壓保護。
將氧化鋅陶瓷采用和MLCC類似的工藝制作成多層型壓敏電阻，即 MLV。MLV封裝較小，通常是片狀的，額定電壓和通流能力都比MOV小很多，適用于低壓直流場合。
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（2）浪涌保護器前面為什么要配熔斷器和斷路器？
當通過浪涌保護器的涌流大于其Imax，浪涌保護器將被擊穿失效，從而造成回路的短路故障，為切斷短路故障，需要加裝斷路器或熔斷器。每次發(fā)生雷擊都會引起浪涌保護器的老化，例如：電流長時間存在，浪涌保護器會過熱加速老化，此時需要斷路器或熔斷器的熱保護系統(tǒng)在浪涌保護器達到最大可承受熱量前動作斷開電涌器。
浪涌保護器對配熔斷器和斷路器要求：在額定電流下施加20個標準的8/20微秒和1.2/50微秒測試脈沖時，斷路器或熔斷器不脫扣。浪涌保護器被擊穿短路時斷路器或熔斷器要動作。如果浪涌保護器是開關(guān)型模塊，由于其損壞方式為開路，因此可以不用裝微型斷路器和熔斷器作為保護。
熔斷器和斷路器都可以作為浪涌保護器的上級保護用。熔斷器的特點；熔斷器有反時限特性的長延時和瞬時電流兩段保護功能，分別作為過載和短路防護用，就是故障熔斷后必須更換熔斷體。用斷路器的特點：斷路器有瞬時電流保護和過載熱保護，故障斷開后，可以手操復(fù)位，不必更換元件。
看進線區(qū)別：三相280V五線制或者三相380V四線制的選用440V浪涌保護器。單相220V兩線制或者單相220V三線制的選用220V浪涌保護器。另外注意：選用的浪涌保護器的防護級別，住宅樓進線處三相280V用2級；單相220V用3級。
TN-C-S系統(tǒng)線路在進入建筑物總配電箱后，PEN線分為N線和PE線獨立布線，只需在相線一-PEN 線之間加裝電涌保護器。
浪涌保護器前面的開關(guān)可選用熔斷器和斷路器。一般Imax>40kA的宜選40~63A的，Imax<40kA的宜選20~32A的。
（3）浪涌保護器和避雷器是一回事嗎？
浪涌保護器和避雷器雖然二者都有防止過電壓，特別是防止雷電過電壓的功能，但在應(yīng)用上還是有許多區(qū)別。
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