電源浪涌保護(hù)電路分析及設(shè)計(jì)

科技創(chuàng)新給我們的生活帶來了很大的變革，智能家居的理念以及市場(chǎng)中現(xiàn)有的智能家居產(chǎn)品，都提倡的在提高生活水平的同時(shí)，解放雙手。市場(chǎng)中各類家用電器設(shè)備的增加，也增加了電源設(shè)備的工作負(fù)荷，對(duì)電源設(shè)備的電路保護(hù)提出了更高的要求。

浪涌保護(hù)主要是保護(hù)電子設(shè)備免受雷電電涌的危害,也兼而使電子設(shè)備免受大部分操作電涌的危害。

電涌是指瞬態(tài)電沖擊,包括電涌沖擊、電流沖擊和功率沖擊。此處所謂瞬態(tài)是指持續(xù)時(shí)間大大低于工頻周期的瞬變過程。對(duì)地閃擊的雷電流波形的特點(diǎn)是上升時(shí)間極短的單極性波。典型操作電涌波形是疊加在工頻波形上的幾百Hz到上百kHz的振蕩波,整個(gè)持續(xù)時(shí)間不過幾個(gè)工頻周期。雷電和操作電涌的峰值與很多因素有關(guān)，出現(xiàn)在建筑物內(nèi)的電涌從近kV到幾十kV ,如不加以限制會(huì)損壞電子設(shè)備。

電子設(shè)備遭受雷害會(huì)引起電子設(shè)備的誤動(dòng);電源設(shè)備和貴重的計(jì)算機(jī)及各種硬件設(shè)備的損壞,造成直接經(jīng)濟(jì)損失還可能在微電子芯片中留下潛伏性的隱患,使電子設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定和加速老化給有關(guān)系統(tǒng)的工作造成無窮的麻煩。

浪涌保護(hù)器SurgeProtec2tion Device ,SPD 通過泄放浪涌電流、限制浪涌電壓來保護(hù)電子設(shè)備。泄放雷電流、限制浪涌電壓這兩個(gè)作用都是由其非線性元件(一個(gè)非線性電阻或是一個(gè)開關(guān)元件)完成的。在被保護(hù)電路正常工作,瞬態(tài)電涌未到來以前,此元件呈現(xiàn)極高的電阻,將浪涌電流旁路,并將被保護(hù)設(shè)備兩端的電壓限制在較低的水平。到電涌結(jié)束該非線性元件又迅速、自動(dòng)地恢復(fù)為極高電阻。如果這個(gè)動(dòng)作與恢復(fù)的過程能迅速而順利地完成被保護(hù)設(shè)備和電路就不會(huì)遭受雷電或操作電涌的危害其工作也不會(huì)被中斷。

一般在設(shè)備的電源入口處都會(huì)設(shè)計(jì)由浪涌抑制器件(SPD)組成的保護(hù)電路，抑制由電源端口侵入的浪涌電壓(電流)，其基本的思想是在線路上設(shè)置一級(jí)(或多級(jí))電壓限幅環(huán)節(jié)，泄放浪涌電流，從而達(dá)到防護(hù)的目的。氣體放電管(GDT )、金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 和電壓瞬變抑制二極管(TVS )是在電源浪涌保護(hù)電路中經(jīng)常采用的幾種電子器件。

選擇適當(dāng)參數(shù)的 SPD 器件是設(shè)計(jì)浪涌防護(hù)電路的第一個(gè)步驟。需要考慮的參數(shù)主要包括：擊穿電壓(保護(hù)電平)、通流能力、連續(xù)工作電壓、響應(yīng)時(shí)間等。電子保護(hù)器件選型的時(shí)候，一定要遵循其選型的原則，將參考值控制在允許的范圍內(nèi)。并不是高出參考值，電路防護(hù)等級(jí)就會(huì)高，適合的參數(shù)值才是最佳的電路防護(hù)方案。同時(shí)參數(shù)值并不是選型的唯一標(biāo)準(zhǔn)，還要根據(jù)產(chǎn)品所適用的產(chǎn)品封裝選擇貼片或者直插式的電子保護(hù)器件。