電子設(shè)備防護(hù)雷電的基本方法介紹

電腦、液晶電視、高級(jí)音響、家庭影院等貴重電器很容易被雷電擊毀，甚至引發(fā)電源或主板燒毀的慘劇。因而系統(tǒng)制造廠(chǎng)商必須考慮防雷設(shè)計(jì)，以讓電器設(shè)備平安度過(guò)雷雨多發(fā)季節(jié)。

雷電及開(kāi)關(guān)電源均會(huì)引起浪涌。雷電通過(guò)電源線(xiàn)、天線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)等途徑對(duì)電器設(shè)備產(chǎn)生沖擊，這種沖擊就是浪涌。浪涌是電路中瞬間出現(xiàn)的一種高電壓和高電流，在電路中通常持續(xù)約百萬(wàn)分之一秒。但是由于雷電產(chǎn)生的浪涌可以在大約1微秒的瞬間產(chǎn)生幾千伏的瞬間高電壓，因而對(duì)連接在電源網(wǎng)絡(luò)上的電器設(shè)備造成比較嚴(yán)重干擾和影響，甚至擊毀電器。除了雷電可以產(chǎn)生強(qiáng)電流的浪涌沖擊之外，開(kāi)啟、關(guān)閉電源等操作時(shí)也可以產(chǎn)生瞬間高電壓的浪涌，同樣會(huì)對(duì)電器設(shè)備造成傷害。

那么，電子設(shè)備應(yīng)該如何防護(hù)雷電呢？一般來(lái)說(shuō)，凡是有過(guò)電壓發(fā)生的地方，就有放電管的用武之地，但要用好放電管則需要根據(jù)實(shí)際工作線(xiàn)路參考放電管的各項(xiàng)指標(biāo)選用適當(dāng)?shù)姆烹姽?，否則會(huì)適得其反。以下是在設(shè)計(jì)及使用時(shí)必須注意的幾點(diǎn)：

第一，放電管的加入不能影響線(xiàn)路的正常工作，這就要保證放電管的直流擊穿電壓的下限值必須高于線(xiàn)路的最大正常工作電壓。據(jù)此確定所需放電管的標(biāo)稱(chēng)直流擊穿電壓值。例如：在電話(huà)線(xiàn)的過(guò)電壓防護(hù)中，常態(tài)時(shí)，電話(huà)線(xiàn)兩線(xiàn)間的電壓為48V，但當(dāng)振鈴信號(hào)來(lái)時(shí)，兩線(xiàn)間的峰值電壓可達(dá)175V左右，因此，此時(shí)選用的氣體放電管的直流擊穿電壓的下限值必須高于175V，考慮到留點(diǎn)余量，所以一般選用直流擊穿電壓值下限為190V（LT-B8G230L）的氣體放電管。

2） 確定線(xiàn)路所能承受的最高瞬時(shí)電壓值，要確保放電管的沖擊擊穿電壓值必須低于此值。以確保當(dāng)瞬間過(guò)壓來(lái)臨時(shí)，放電管的反映速度快于線(xiàn)路的反映速度，搶先一步將過(guò)電壓限制在安全值。這是放電管的一個(gè)最重要的指標(biāo)。例如：上例所述的電話(huà)線(xiàn)上，如果只用于保護(hù)一般的電話(huà)機(jī)，則只需選用沖擊擊穿電壓小于800V（實(shí)測(cè)典型值為650V左右）的放電管。

電子設(shè)備的電源由電力線(xiàn)路輸入室內(nèi)，而電力線(xiàn)路會(huì)遭受直擊雷和感應(yīng)雷。在220V電源側(cè)出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓可達(dá)10，000V，對(duì)電子設(shè)備可造成毀滅性打擊。電子設(shè)備的電源干擾包含眾多因素，電源干擾可以共模和差模方式存在。共模指的是電源線(xiàn)與大地或中性線(xiàn)與大地之間的電位差，差模干擾存在與電源相線(xiàn)與中性線(xiàn)之間。對(duì)于三相電源來(lái)講，還尋在相線(xiàn)與相線(xiàn)之間。電源干擾可經(jīng)歷從持續(xù)周期很短的尖峰干擾到全失電之間的變化。所以在220V電源口需要選擇高可靠、優(yōu)異響應(yīng)特性的放電管。

這類(lèi)設(shè)備一般可能受到三類(lèi)過(guò)載的影響。這三類(lèi)過(guò)載狀況包括：1）靜電放電，普通人對(duì)此最為熟悉，如在干燥天氣接觸汽車(chē)時(shí)就可能遇到。這些屬于低功率浪涌。這種情況可通過(guò)持續(xù)時(shí)間短（數(shù)納秒）的波形來(lái)定義；2）閃電浪涌，這些屬于大功率浪涌，雷電期間電力線(xiàn)和電信線(xiàn)路所感應(yīng)的極高電壓會(huì)引發(fā)這種后果。這種情況可采用中等持續(xù)時(shí)間（數(shù)十微秒）的波形來(lái)定義；3）電力故障，由于電信線(xiàn)路和電力線(xiàn)可能物理接近，電話(huà)線(xiàn)上能夠感應(yīng)交流電壓。這種情況可用50 Hz或60 Hz（可長(zhǎng)達(dá)15分鐘）波形來(lái)定義。

需要指出的是，浪涌等級(jí)不僅跟國(guó)家有關(guān)，還跟設(shè)備所在地點(diǎn)有關(guān)。不管是中心局的設(shè)備，還是用戶(hù)端設(shè)備，都需要進(jìn)行保護(hù)，且每個(gè)國(guó)家或地區(qū)都可能有自己的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。面向這些狀況進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)的器件包括氣體放電管、壓敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）和半導(dǎo)體放電管（TSS）等。
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