浪涌包括浪涌電流、浪涌電壓，它是指電路中瞬間出現(xiàn)超過(guò)正常工作電壓、電流的現(xiàn)象。電子設(shè)備容易在雷電過(guò)電壓、落雷引發(fā)出的誘導(dǎo)雷浪涌，還有電源系統(tǒng)開(kāi)關(guān)切換引起的浪涌，這些浪涌產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)壓和過(guò)流，會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備癱瘓，給用戶造成損失。下面解析下幾種浪涌防護(hù)方案。

1、整機(jī)和系統(tǒng)接地。整機(jī)和系統(tǒng)的地(公共端子)應(yīng)與大地分開(kāi)。整機(jī)和系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)都應(yīng)該有獨(dú)立的公共終端。當(dāng)數(shù)據(jù)或信號(hào)在子系統(tǒng)之間傳輸時(shí)，應(yīng)以大地為參考電平。接地線(面)必須能流過(guò)大電流，例如幾百安培。

2、整機(jī)和系統(tǒng)的關(guān)鍵部分(如顯示器等)使用電壓瞬變和浪涌防護(hù)器件。使得電壓瞬變和浪涌通過(guò)防護(hù)器件旁路到子系統(tǒng)地和大地，從而大大降低進(jìn)入整機(jī)和系統(tǒng)的瞬變電壓和浪涌幅度。

3、重要且昂貴的設(shè)備和系統(tǒng)，可以組合幾個(gè)電壓瞬變和浪涌防護(hù)器件，以形成多級(jí)保護(hù)電路。浪涌保護(hù)器為電子設(shè)備的電源模塊浪涌防護(hù)提供了一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠的防護(hù)方案，通過(guò)防浪涌元件(MOV)，當(dāng)雷擊感應(yīng)和操作過(guò)電壓時(shí)，迅速將浪涌傳入大地，從而保護(hù)設(shè)備免受損壞。

浪涌的防護(hù)方案：

1.并聯(lián)型浪涌保護(hù)元件與供電線并聯(lián)。正常情況下，防雷模塊中的壓敏電阻處于高阻狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)被雷擊或在開(kāi)關(guān)操作期間發(fā)生瞬時(shí)浪涌過(guò)電壓時(shí)，防雷器在納秒時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)，壓敏電阻呈低阻狀態(tài)，迅速將過(guò)電壓限制在非常低的幅度。當(dāng)線路長(zhǎng)時(shí)間存在連續(xù)脈沖或持續(xù)過(guò)電壓時(shí)，壓敏電阻的性能會(huì)惡化發(fā)熱，到達(dá)一定程度使熱脫扣機(jī)構(gòu)脫扣，避免火災(zāi)，保護(hù)設(shè)備。

2.串聯(lián)濾波型浪涌保護(hù)元件串聯(lián)接入供電線路，為電子設(shè)備提供安全、潔凈的電源模塊。雷電波有巨大的能源和陡峭的電壓和電流上升率，并聯(lián)型浪涌防護(hù)元件只能抑制雷電波的幅度，但不能改變其急劇上升的前沿。串聯(lián)濾波型電源浪涌保護(hù)元件串聯(lián)到電源線，在過(guò)壓情況下，MOV1和MOV2在納米時(shí)間內(nèi)響應(yīng)，將過(guò)壓箝位。同時(shí)LC濾波器可將雷電波的陡電壓和電流提升率降低近1000倍，剩余電壓降低5倍，從而保護(hù)敏感用戶設(shè)備。

3.壓敏元件安裝在電源的相間、線間，以限制浪涌過(guò)電壓。第一種方案對(duì)照明、電梯、空調(diào)、電機(jī)等耐沖擊電壓等級(jí)較高的電氣設(shè)備有較好的保護(hù)效果。但對(duì)于集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊的現(xiàn)代電子設(shè)備，實(shí)際保護(hù)效果并不理想。原因如下：以單相220伏交流電源的感應(yīng)防雷為例，常用的方案是在零線和地線之間安裝合適的壓敏元件來(lái)吸收和限制感應(yīng)雷擊產(chǎn)生的峰值電壓，電源線路的防雷效果完全取決于壓敏元件參數(shù)的選擇和壓敏元件的可靠性。

壓敏極限值的選擇基于310伏市電峰值，外加20%的電網(wǎng)波動(dòng)影響、10%的器件分散誤差和15%的長(zhǎng)期運(yùn)行引起的發(fā)熱、潮濕和元件老化等可靠性因素。一般來(lái)說(shuō)取值為470伏~ 510伏，雷擊等類(lèi)型的尖峰干擾電壓都被限制在470伏。對(duì)于低于470伏的電壓，壓敏元件不工作。普通低壓電氣設(shè)備(機(jī)床、電梯、照明、空調(diào)等)的工頻耐壓值一般為交流1500伏，瞬時(shí)耐壓峰值可達(dá)2500伏以上，所以470伏的電壓非常安全。

大規(guī)模集成電路組成的現(xiàn)代電子設(shè)備的工作電壓一般在5 V至15 V之間，最大耐受電壓一般不超過(guò)50 V。因此，疊加在市電上的小于470伏的高頻尖峰電壓將直接送到負(fù)載，通過(guò)空間耦合電容、變壓器層間、極間電容不成比例地傳到電源模塊或集成電路芯片，這可能導(dǎo)致故障。雖然電源模塊和電子設(shè)備都有相應(yīng)的抗尖峰干擾措施，但由于成本和體積的限制，加上雷擊等尖峰干擾的強(qiáng)度和頻譜差異很大，防護(hù)效果并不理想。

4.加強(qiáng)電子設(shè)備的防護(hù)效果，在電源和負(fù)載之間串聯(lián)超隔離變壓器，也稱(chēng)隔離法，隔絕高頻尖峰干擾，同時(shí)可使次級(jí)等電位連接進(jìn)行。隔離方案主要采用帶屏蔽層的隔離變壓器，因?yàn)楣材８蓴_是一種相對(duì)大地干擾，它主要是通過(guò)變壓器繞組之間的耦合電容傳遞的。如果屏蔽層插在初級(jí)和次級(jí)之間，并且接地良好，則可以通過(guò)屏蔽層分路掉干擾電壓，從而降低輸出端的干擾電壓，理論上帶屏蔽層的變壓器可以使衰減量達(dá)到60dB左右。

5.吸收法，主要利用吸波元件吸收浪涌尖峰干擾電壓。吸波元件有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即它們?cè)陂撝惦妷阂韵鲁尸F(xiàn)高阻抗，一旦超過(guò)閾值電壓，阻抗就會(huì)急劇下降，從而在一定程度上抑制了峰值電壓。吸波元件包括壓敏電阻、氣體放電管、TVS管、固體放電管等。不同的吸波元件在抑制尖峰電壓方面有其局限性。例如壓敏電阻的電流吸收能力不夠大，氣體放大管的響應(yīng)速度很慢。

除了分立式元件方案，還有模塊方案。例如高能立方AP系列模塊電源，內(nèi)置防雷防浪涌電路，增加其可靠性。還有工業(yè)通訊，采用一體化的高浪涌防護(hù)隔離CAN收發(fā)器完全可以代替隔離CAN收發(fā)器與浪涌抑制器的組合方案，并且模塊式方案還可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、節(jié)省PCB空間、降低產(chǎn)品研發(fā)成本。