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如何解決浪涌對(duì)電子產(chǎn)品的威脅和損壞
DCUU| 2023-09-07|返回列表

01 什么是浪涌?

電涌又稱浪涌,定義是超過(guò)相應(yīng)穩(wěn)定的電壓峰值的任何電壓峰值,即瞬變電壓。瞬間的高電壓導(dǎo)流導(dǎo)通,當(dāng)電壓及電流   高于正常值的雙倍時(shí),稱之為電涌(來(lái)自于國(guó)際電工委員會(huì)lEC664-1)。

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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。

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電涌按照其產(chǎn)生原因可以分為兩大類:分別是外部電涌和內(nèi)部電涌。

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。

02 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(huà)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。

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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:

感應(yīng)雷擊電涌過(guò)電壓;

直接雷擊電涌過(guò)電壓;

雷擊傳導(dǎo)電涌過(guò)電壓;

震蕩電涌過(guò)電壓;

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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?chē)?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。

03 如何抑制浪涌對(duì)電子產(chǎn)品的威脅和損壞呢?

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。



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