廣東優(yōu)科檢測(cè)是專(zhuān)業(yè)第三方防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室具備防雷檢測(cè)資質(zhì)，可提供電子產(chǎn)品雷擊浪涌測(cè)試服務(wù)，并可出具防雷檢測(cè)報(bào)告。接下來(lái)為大家介紹電子產(chǎn)品雷擊浪涌測(cè)試防護(hù)設(shè)計(jì)。

電子產(chǎn)品的浪涌抵抗能力要通過(guò)浪涌(沖擊)抗擾度測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)。該測(cè)試項(xiàng)目適用于電氣和電子設(shè)備在規(guī)定的工作狀態(tài)下工作時(shí)。對(duì)由開(kāi)關(guān)或雷電作用所產(chǎn)生的有一定危害電平的浪涌(沖擊)電壓的反應(yīng)。該測(cè)試項(xiàng)目適用于由公共供電網(wǎng)絡(luò)供電的電子電氣設(shè)備的交流電源端1：3測(cè)試。也適用于有室外電線、電纜連接的電源、控制、信號(hào)端口的測(cè)試。施加方式有共模和差模兩種方式.因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中就需要針對(duì)這些端口的共/差模浪涌采取相應(yīng)的抑制措施。

1. 電源端口的浪涌抑制

一個(gè)理想的交流電源浪涌抑制方案，它充分利用不同吸收器件各自的優(yōu)點(diǎn)。

理想工作狀態(tài)是：當(dāng)浪涌到來(lái)時(shí)。TVS首先起動(dòng)。會(huì)把瞬間過(guò)電壓精確控制在一定的水平；如果浪涌電流大。則壓敏電阻接著起動(dòng)，并泄放一定的浪涌電流；兩端的電壓會(huì)有所提高，直至推動(dòng)前級(jí)氣體放電管的放電。把大電流泄放到地。該電路匯集動(dòng)作快、限壓低和放電能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。中間的濾波電感起高頻濾波(吸收浪涌脈沖的前沿高頻能量)和級(jí)間隔離的作用。

對(duì)220 V/50 Hz的交流電源系統(tǒng)，第三級(jí)TVS可取380 V額定電壓產(chǎn)品，第二級(jí)的壓敏電阻可取470 V額定電壓產(chǎn)品。第一級(jí)氣體放電管選550 V額定電壓產(chǎn)品，第一級(jí)壓敏電阻可選400 V額定電壓產(chǎn)品。為了減少前級(jí)氣體放電管反映時(shí)間，可以在前級(jí)壓敏電阻上并聯(lián)一個(gè)1 000 pF到10 000 pF的高頻電容。

第一保護(hù)電路的電流容量應(yīng)大于電路可能承受的最大電流容量。第二級(jí)、第三級(jí)保護(hù)電路的浪涌電流容量可以逐級(jí)遞減。對(duì)浪涌電壓不需太高測(cè)試等級(jí)的產(chǎn)品，可以省略第一級(jí)的氣體放電管和壓敏電阻串聯(lián)電路以及相應(yīng)的級(jí)間隔離電感。對(duì)保護(hù)器殘壓不敏感的產(chǎn)品，可以省略第三級(jí)的TVS保護(hù)電路及相應(yīng)的級(jí)間隔離電感。由于TVS吸流能力有限，一般不單獨(dú)在交流電源端口使用。該剪裁不影響上面舉例的保護(hù)器件額定電壓的選擇，但是保護(hù)電路的電流容量應(yīng)相應(yīng)地變化。

此保護(hù)電路有一點(diǎn)需要注意：若被測(cè)設(shè)備需耐受的浪涌電流不是很大，建議盡量不要使用第一級(jí)的氣體放電管；若直流電路工作電壓大于10 V，第一級(jí)氣體放電管不可使用。此時(shí)可通過(guò)提高第二級(jí)壓敏電阻的電流容量來(lái)滿足設(shè)備的浪涌等級(jí)要求。對(duì)保護(hù)器殘壓不敏感的產(chǎn)品，可以省略第三級(jí)的TVS保護(hù)電路。在此電路中，氣體放電管的額定電壓應(yīng)大于等于工作電壓的1.8倍，壓敏電阻的額定電壓應(yīng)大于等于工作電壓的1.5倍。最前級(jí)保護(hù)元件的電流容量應(yīng)大于最大浪涌電流。后級(jí)保護(hù)電路的電流容量可以逐級(jí)遞減。

2. 通信端口的浪涌抑制

通信接口的浪涌抑制電路的技術(shù)要求較高，因?yàn)槌藵M足浪涌防護(hù)要求外，還須保證傳輸指標(biāo)符合要求。加上與通信線路相連的設(shè)備耐壓很低，對(duì)浪涌殘壓要求嚴(yán)格，因此在選擇防護(hù)器件時(shí)較困難。理想的浪涌抑制電路應(yīng)是電容小、殘壓低、通流大、響應(yīng)快。

通信接El組合保護(hù)電路，只是為滿足通信接口的高速信號(hào)傳遞的要求，將高頻濾波電感換成了PTC型的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。該P(yáng)TC在正常工作阻抗近似為零，對(duì)通信線路無(wú)任何不良影響，當(dāng)浪涌到達(dá)時(shí)，TVS和壓敏電阻導(dǎo)通，大的浪涌電流通過(guò)PTC，PTC發(fā)熱后變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而分壓了大的浪涌電壓，保護(hù)了后續(xù)的浪涌抑制元件和通信電路；當(dāng)浪涌消失后，PTC溫度下降，恢復(fù)正常的低阻狀態(tài)，通信電路還原到正常狀態(tài)。

若通信電路對(duì)接口阻抗要求較寬，可以用低阻抗電阻代替PTC，以降低線路成本。此電路適用于非平衡傳輸?shù)膯温吠ㄐ沤涌凇?duì)平衡傳輸?shù)耐ㄐ沤涌冢琓2通道也應(yīng)如Tl通道對(duì)稱(chēng)加上PTC。若為多路通信接口，每路的保護(hù)電路均與此相同。對(duì)平衡傳輸?shù)耐ㄐ沤涌趤?lái)說(shuō)，當(dāng)設(shè)備為金屬外殼時(shí)，還需考慮設(shè)備與外殼地之間的浪涌沖擊，各通信線對(duì)地的保護(hù)電路，只需將T2換成外殼地即可。各保護(hù)元件的額定電壓應(yīng)與通信接口的正常工作電壓的峰值相適應(yīng)，通流電流應(yīng)與最大浪涌電流相適應(yīng)。

此保護(hù)電路需要注意的是：若通信接口電路中含有絕對(duì)值超過(guò)l0 V的直流信號(hào)(如電話網(wǎng)絡(luò)含有48 V直流)，氣體放電管不可用；壓敏電阻電容較大，只適用于音頻通信信號(hào)傳輸。對(duì)不含直流的高頻接口保護(hù)電路，可取消第二級(jí)的壓敏電阻，這種保護(hù)電路大約可到幾十MHz的頻率(若通信電路含有直流，應(yīng)選用滅弧電壓高于工作直流的氣體放電管；或保護(hù)電路僅由PTC與TVS組成，此時(shí)浪涌保護(hù)能力較低)。更高頻率的保護(hù)就主要是采用放電管了，否則很難滿足傳輸要求。

3. 天線端口的浪涌抑制

天線端口是一類(lèi)非常容易遭受浪涌損壞的接口。無(wú)線通訊設(shè)備的外接天線端口一般需要與室外高處的天線連接以實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)。AV產(chǎn)品的天線端口也會(huì)與室外天線或CATV系統(tǒng)連接，這些接口都與室外引線連接。

盡管室外高處的天線一般都應(yīng)有避雷針保護(hù)，進(jìn)入室內(nèi)后都還有前級(jí)(雷擊)浪涌保護(hù)器保護(hù)。但是，一方面避雷針和保護(hù)器未必保護(hù)得很到位(這些保護(hù)措施失效也很難被產(chǎn)品用戶(hù)發(fā)現(xiàn)，一般是出現(xiàn)浪涌對(duì)產(chǎn)品破壞之后才發(fā)現(xiàn)保護(hù)早已失效)；另一方面，這些室外天線很可能由用戶(hù)自行安裝(如農(nóng)村的室外電視天線)，保護(hù)措施缺失；另外，產(chǎn)品的天線均為長(zhǎng)期連接，除非產(chǎn)品移動(dòng)，一般連接好后，不會(huì)經(jīng)常斷開(kāi)。

這些特點(diǎn)決定了產(chǎn)品天線端口很容易遭受浪涌的沖擊，不幸的是。與產(chǎn)品天線端口相連的電路都是對(duì)浪涌非常敏感的低壓電子電路，因此，對(duì)天線端口的浪涌保護(hù)非常必要。

射頻同軸天線端口組合保護(hù)電路，該電路前級(jí)保護(hù)電路由氣體放電管構(gòu)成，后級(jí)保護(hù)電路由TVS與高頻扼流電感L構(gòu)成。加入電感L的目的是防止天線上高頻信號(hào)被TVS極間電容短路到地。為減少保護(hù)電路的高頻衰減，去掉了級(jí)間隔離電阻。

這種保護(hù)電路的工作頻率上限可達(dá)2GHz。若天線端口含有直流(如給前級(jí)天線放大器供電)，應(yīng)選用滅弧電壓高于工作直流的氣體放電管。也有保護(hù)電路采用高通濾波器，因浪涌的能量頻譜集中在幾十赫茲到一兆赫茲之間，其能量主要集中在數(shù)十千赫茲以下，相對(duì)于天線端口的高頻工作頻率很低，可通過(guò)高通濾波器將浪涌從工作信號(hào)中分離加以吸收。對(duì)于點(diǎn)頻通信天線也可采用四分之一波長(zhǎng)的短路線構(gòu)成帶通濾波器，防雷效果更好。但這兩種方法都會(huì)將天線上傳送的直流短路，其應(yīng)用范圍有限。

4. 其它信號(hào)/控制端口的浪涌抑制

對(duì)其它信號(hào)腔制端口，若端口接線來(lái)自室外或線長(zhǎng)超過(guò)一定的長(zhǎng)度，則相應(yīng)端口就有遭受感應(yīng)的浪涌沖擊損壞的危險(xiǎn)，也需要采取相應(yīng)的浪涌抑制措施。若工作信號(hào)為直流電平，其浪涌抑制方式可參考直流電源端口的浪涌抑制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)即可；若工作信號(hào)為中低頻信號(hào)，其浪涌抑制方式可參考通信端口的浪涌抑制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)；若工作信號(hào)為高頻信號(hào)，其浪涌抑制方式可參考天線端子的浪涌抑制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

但需要注意的是，若端口是由變壓器或光耦隔離的，為防止變壓器或光耦因浪涌擊穿，除接口線線間需要浪涌抑制外，接口線對(duì)產(chǎn)品的接地端之間也應(yīng)有相應(yīng)的浪涌抑制電路。為保證內(nèi)外電路的電氣隔離，此處只可采用氣體放電管進(jìn)行浪涌抑制。為保證氣體放電管浪涌擊穿后能正常滅弧，變壓器或光耦隔離的兩端應(yīng)無(wú)大于10 V的直流電位差。

5. 地線反彈的抑制

當(dāng)并聯(lián)型的浪涌抑制器發(fā)揮作用時(shí).它將浪涌能量旁路到地線上。由于地線都是有一定阻抗的。因此當(dāng)電流流過(guò)地線時(shí)，地線上會(huì)有電壓。這種現(xiàn)象一般稱(chēng)為地線反彈。當(dāng)浪涌抑制器的地與設(shè)備的地不在同一點(diǎn)，設(shè)備的線路實(shí)際上沒(méi)有受到保護(hù)，較高的浪涌電壓仍然加到了設(shè)備的電源線與地之間。

解決辦法是在線路(地)與設(shè)備的外殼(地)之間再并聯(lián)一只浪涌抑制器，或?qū)傻剡x擇在同一點(diǎn)。受到保護(hù)的設(shè)備與其他設(shè)備連接在一起。由于地線反彈的原因，另一臺(tái)設(shè)備就要承受共模電壓。 這個(gè)共模電壓會(huì)出現(xiàn)在所有連接設(shè)備1(受保護(hù)設(shè)備)與設(shè)備2(未保護(hù)設(shè)備)的電纜上。解決的方法是在互連電纜的設(shè)備2一端安裝浪涌抑制器。