浪涌包括浪涌電流、浪涌電壓，它是指電路中瞬間出現(xiàn)超過正常工作電壓、電流的現(xiàn)象。電子設(shè)備容易在雷電過電壓、落雷引發(fā)出的誘導(dǎo)雷浪涌，還有電源系統(tǒng)開關(guān)切換引起的浪涌，這些浪涌產(chǎn)生的瞬態(tài)過壓和過流，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。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，通過防浪涌元件(MOV)，當(dāng)雷擊感應(yīng)和操作過電壓時(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)被雷擊或在開關(guān)操作期間發(fā)生瞬時(shí)浪涌過電壓時(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，在過壓情況下，MOV1和MOV2在納米時(shí)間內(nèi)響應(yīng)，將過壓箝位。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。一般來說取值為470伏~ 510伏，雷擊等類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。