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如何解決浪涌對電子產品的威脅和損壞
DCUU| 2023-09-07|返回列表

01 什么是浪涌?

電涌又稱浪涌,定義是超過相應穩(wěn)定的電壓峰值的任何電壓峰值,即瞬變電壓。瞬間的高電壓導流導通,當電壓及電流   高于正常值的雙倍時,稱之為電涌(來自于國際電工委員會lEC664-1)。

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從電學原理上講,電涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒瞬間內的一種電壓或電流脈沖。電涌是微秒量級異常大電流脈沖,波頭時間一般在0.25~20μs,單位能量-般在2.5~10MJ/Q。

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電涌按照其產生原因可以分為兩大類:分別是外部電涌和內部電涌。

外部電涌:主要來源于雷電及交流電網(wǎng)異常、周邊大功率設備的啟動引起的過電壓;

內部電涌:主要是電氣、電子網(wǎng)絡系統(tǒng)內設備開關引起的過電壓。簡單來說,就是雷擊放電或電氣設備開關操作都會產生電涌。

02 電涌的危害?

電涌是用電設備無法避免的問題,只要有電的地方,就會有電涌。無論是外部電涌還是內部電涌都是電氣殺手,會干擾電子設備,降低性能及過早老化,甚至直接破壞設備。

簡單例子說明,打雷時電腦死機或電視的音質和畫質突然下降等現(xiàn)象都是受到外部電涌的干擾影響;而有時候復印機開啟后突然癱瘓無法再運作,是因為半導體器件承受不了機器內部負載間的高達千伏的瞬態(tài)電涌高壓被擊穿,導致設備損壞。

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

感應雷擊電涌過電壓;

直接雷擊電涌過電壓;

雷擊傳導電涌過電壓;

震蕩電涌過電壓;

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以上電涌現(xiàn)象都會產生極高的瞬間過電壓,對電氣設備特別是低壓電氣設備、微電子設備造成巨大的沖擊和損壞。雷擊電涌也是引發(fā)火災的直接原因之一,因為瞬間的超高壓可能會燒爆設備;同時,內部電涌對電器設備日積月累的損害,加速了電器設備的老化,是造成電器火災的間接原因。

電涌危害是一個不容忽視的問題,由于人類生活與現(xiàn)代經(jīng)濟對于電子設備已經(jīng)形成密不可分的依賴性,電涌對電氣設備硬件造成損壞會直接影響到整個緊密相連的電子網(wǎng)絡,造成的間接損失要遠遠超過直接損失,可能嚴重影響人們的生活質量或甚至帶來災難性的后果。

03 如何抑制浪涌對電子產品的威脅和損壞呢?

接下類,為您詳解五種抑制瞬態(tài)電壓和浪涌的五種防護方法。

      整機與系統(tǒng)接地:整機和系統(tǒng)的地和大地分開,整機和系統(tǒng)中的每個子系統(tǒng)均應有獨立的公共端,在子系統(tǒng)之間需傳輸數(shù)據(jù)或信號時,應以大地為參考電平,接地線必須能流過很大的電流,如幾百安培。

     整機與系統(tǒng)中的關鍵部位采用電壓瞬變和浪涌的防護器件(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,從而讓進入整機和系統(tǒng)中的瞬變電壓和浪涌幅度大大降低。

     對重要和昂貴的整機和系統(tǒng)采用幾個電壓瞬變和浪涌防護器件的組合形式,以構成多級防護電路。一般使用壓敏電阻和陶瓷氣體放電管作為保護,TVS二極管作為二級或后級保護。

     為了加強對電子產品的防護效果,可在電源與負載間串入超隔離變壓器(又稱隔離法),以隔絕高頻尖峰干擾,同時又可使次級等電位聯(lián)接便于進行。

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



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