如何解決浪涌對(duì)電子產(chǎn)品的威脅和損壞

從電學(xué)原理上講，電涌是發(fā)生在僅僅幾百萬(wàn)分之一秒瞬間內(nèi)的一種電壓或電流脈沖。電涌是微秒量級(jí)異常大電流脈沖，波頭時(shí)間一般在0.25~20μs，單位能量-般在2.5~10MJ/Q。

• 外部電涌：主要來(lái)源于雷電及交流電網(wǎng)異常、周邊大功率設(shè)備的啟動(dòng)引起的過(guò)電壓;
• 內(nèi)部電涌：主要是電氣、電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備開(kāi)關(guān)引起的過(guò)電壓。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是雷擊放電或電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)操作都會(huì)產(chǎn)生電涌。

二、電涌的危害？

電涌是用電設(shè)備無(wú)法避免的問(wèn)題，只要有電的地方，就會(huì)有電涌。無(wú)論是外部電涌還是內(nèi)部電涌都是電氣殺手，會(huì)干擾電子設(shè)備，降低性能及過(guò)早老化，甚至直接破壞設(shè)備。簡(jiǎn)單例子說(shuō)明，打雷時(shí)電腦死機(jī)或電視的音質(zhì)和畫質(zhì)突然下降等現(xiàn)象都是受到外部電涌的干擾影響；而有時(shí)候復(fù)印機(jī)開(kāi)啟后突然癱瘓無(wú)法再運(yùn)作，是因?yàn)榘雽?dǎo)體器件承受不了機(jī)器內(nèi)部負(fù)載間的高達(dá)千伏的瞬態(tài)電涌高壓被擊穿，導(dǎo)致設(shè)備損壞。

電涌危害中以雷擊浪涌過(guò)電壓危害最大，雷電是導(dǎo)致電涌最明顯的因素，雷擊引起的電涌可分為四大類：

1. 感應(yīng)雷擊電涌過(guò)電壓;
2. 直接雷擊電涌過(guò)電壓;
3. 雷擊傳導(dǎo)電涌過(guò)電壓;

4. 震蕩電涌過(guò)電壓；

   

以上電涌現(xiàn)象都會(huì)產(chǎn)生極高的瞬間過(guò)電壓，對(duì)電氣設(shè)備特別是低壓電氣設(shè)備、微電子設(shè)備造成巨大的沖擊和損壞。雷擊電涌也是引發(fā)火災(zāi)的直接原因之一，因?yàn)樗查g的超高壓可能會(huì)燒爆設(shè)備;同時(shí)，內(nèi)部電涌對(duì)電器設(shè)備日積月累的損害，加速了電器設(shè)備的老化，是造成電器火災(zāi)的間接原因。電涌危害是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，由于人類生活與現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)對(duì)于電子設(shè)備已經(jīng)形成密不可分的依賴性，電涌對(duì)電氣設(shè)備硬件造成損壞會(huì)直接影響到整個(gè)緊密相連的電子網(wǎng)絡(luò)，造成的間接損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)直接損失，可能嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量或甚至帶來(lái)災(zāi)難性的后果。

接下類，為您詳解五種抑制瞬態(tài)電壓和浪涌的五種防護(hù)方法。

• 整機(jī)與系統(tǒng)接地：整機(jī)和系統(tǒng)的地和大地分開(kāi)，整機(jī)和系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)均應(yīng)有獨(dú)立的公共端，在子系統(tǒng)之間需傳輸數(shù)據(jù)或信號(hào)時(shí)，應(yīng)以大地為參考電平，接地線必須能流過(guò)很大的電流，如幾百安培。

• 整機(jī)與系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位采用電壓瞬變和浪涌的防護(hù)器件（TVS二極管、壓敏電阻、陶瓷氣體放電管等），旁路到子系統(tǒng)地和大地，從而讓進(jìn)入整機(jī)和系統(tǒng)中的瞬變電壓和浪涌幅度大大降低。

• 對(duì)重要和昂貴的整機(jī)和系統(tǒng)采用幾個(gè)電壓瞬變和浪涌防護(hù)器件的組合形式，以構(gòu)成多級(jí)防護(hù)電路。一般使用壓敏電阻和陶瓷氣體放電管作為保護(hù)，TVS二極管作為二級(jí)或后級(jí)保護(hù)。

• 為了加強(qiáng)對(duì)電子產(chǎn)品的防護(hù)效果，可在電源與負(fù)載間串入超隔離變壓器（又稱隔離法），以隔絕高頻尖峰干擾，同時(shí)又可使次級(jí)等電位聯(lián)接便于進(jìn)行。

• 吸收法主要采用浪涌保護(hù)器件將浪涌尖峰干擾電壓吸收掉。浪涌保護(hù)器件都有個(gè)共同的特點(diǎn)，即在閾值電壓以下呈現(xiàn)高阻抗，而一旦超過(guò)閾值電壓，則阻抗便急劇下降，因此對(duì)尖峰電壓有一定的抑制作用。