浪涌保护电路原理与设计图文+案例

  器或浪涌保护设施是一种提供浪涌抑制或电压尖峰抑制以使敏感设备不会受到损坏的装置。

  一般来说，浪涌是水平或者幅度从正常值猛地增加。在电子电路中，通常是用来指电压瞬变、电压浪涌或电压尖峰。电压浪涌或者尖峰瞬变，是在很短的时间内发生，假如没有应对措施，就很容易损坏设备。

  电压浪涌不仅存在于电源线中，也存在于具有电感特性的电路中。然后电源线中的电压浪涌是最具有破坏性的，可以高达几KV。

  交流线路瞬态电涌保护器通常安装在房屋、办公室和建筑物中，防止电气或设备损坏，安装在所有设备或者设备获取来源的部分。这样做，所有设备都将受到线路浪涌和尖峰的保护。

  初级浪涌保护设施安装在住宅、办公室或者建筑物电气线路的入口处。用来保护入口点之后连接线路的所有设备或器具。一般来说初级浪涌保护器很强大，比较大也会比较重，价格也会比较高。

  次级浪涌保护器不如初级浪涌保护器有效和强大。但是携带起来十分便捷。在大多数情况下，这种浪涌保护器很容易插入电源插座，

  电源板很容易插入电源插座，除此之外，还配备了多个电源插座，其中可以插入多个设备和电器受到浪涌保护。最主要的特性是在出现浪涌电压时可以终止供电。

  电压传感器将监控线路电压，控制器将读取感测电压并决定向锁存/解锁电路发出电压终止信号。闩锁/解锁电路是一种可控的电源接触器或电源开关，可以接通或断开线路电压。

  还有一种浪涌保护器不会提供电压关断，只是钳位电压瞬变并吸收能量。这种类型的浪涌保护通常用作内置浪涌保护，例如开关模式电源。这种类型的保护在高达几千伏的电压下是有效的。这种类型的浪涌保护如下图所示。

  交流线 称为差模浪涌抑制。差模浪涌抑制器钳制交流线 上的任何电压尖峰。之所以称为差模，是因为它安装在两根热线上。

  而浪涌保护器2和3都称为共模浪涌抑制器。共模是用于浪涌保护器 2 和 3 的术语，因为它们都是相对于大地或接地的各个热线上的钳位电压瞬变。在浪涌要求不那么严格的情况下，浪涌保护器1已经足够通过标准了。但是，对于更高的浪涌电压等很严格的要求，增加了浪涌保护器 2 和 3。

  这是造成浪涌的第一大媒介，因为所有电气和电子设备都使用来自交流线、射频线路

  包括天线，天线同意遭受雷击。闪电会在极短的时间内产生非常高的电压尖峰。当闪电击中天线时，会穿透射频接收器。

  在汽车电子科技类产品中，会有电压浪涌，因为交流电机在负载突降期间产生高压尖峰。

  设计浪涌保护设施没有很难。实际上，某些电子设备的内置浪涌保护只能是单个装置，可以是MOV或金属氧化物压敏电阻或瞬态电压抑制器TVS。假设在下图中，浪涌保护 1 到 3 可以是 MOV 或 TVS。

  有时，交流线路之间的浪涌保护设施足以通过IEC标准。在少数情况下，线路和地之间需要浪涌保护电路。这尤其是在更高的浪涌电压要求（4kV及以上）。

  对于通用90-264Vac线路，通常的MOV标称电压为300Vrms。300Vrms是MOV能承受的RMS或者连续施加电压。

  例如，我们将使用保险丝TMOV14RP300ML2B7，依据数据表，它的额定交流电压为 300Vac，但在 50A 峰值电流下的钳位电压为 775V。

  接下来要验证的是MOV的浪涌电流额定值能否处理指定的水平。根据下面所选的MOV数据表。在2000A和20usec 脉冲持续时间下，MOV可处理超过15次但少于100次的罢工。在下表中在2000A的设备上画了虚线。

  浪涌不仅会发生在交流电源线上，在汽车系统中，电压浪涌也是会经常发生的，汽车系统使用铅酸电池，6节电池与2.15V串联时的典型满充电电压为12.9V每个电池。在计算中，通常使用14V的最大电池电压，这个水平不会破坏电池，额定电压为30V的设备生命周期也会很长。

  下面是上表中列出的14mm零件的脉冲维持的时间与峰值浪涌电流能力的关系。根据图表，14mm的无法满足所需要的脉冲数。

  下图为20mm的脉冲额定曲线A峰值浪涌电流下，器件能够保证40个以上的脉冲要求。因此，选择20mm尺寸的零件。

  最后一步是检查钳位电压。如果最大钳位电压超出要求，那上面做的都是无用功了。下面是 20mm 零件的最大钳位电压，从图中能够准确的看出，V20E25P 是浪涌的完美器件保护电路。