产品的安全性越来越受到人们的重视,各种法规也明确要求了产品的防雷等级,如IEC61000-4-5,IEC61000-4-2等。某些出口产品必须满足相应的安规认证,才能获取相应的市场准入。

随着电路的集成化程度越来越高,各类芯片的小型化也导致了IC抗干扰能力逐渐降低,整个电路的电磁兼容问题更加凸出。

在电路中添加小成本的电路保护器件,可有效保护成本较高的主芯片等免受瞬态干扰电压的的损坏,从某种程度上降低了产品的开发成本。

在电路中设计添加保护器件,可有效提高产品可靠性,降低产品故障发生率,减少维护及维修成本。

雷电引发的损害往往对电子产品是致命的,在产品AC电源输入端加入防雷保护器件,可降低产品因雷击引发的损害,同时保护人身安全。

从客户的角度来讲,高质量的产品可提升产品市场竞争力。

感应雷概述

十七世纪中叶,美国科学家富兰克林通过风筝试验,证明雷击就是一个剧烈放电过程,并随后发明了最初的避雷针。随后的200多年,人类对雷电的认识更加深刻。人们明白了,雷电如果短时间剧烈地直接作用在建筑物或者导体上造成了破坏,这种雷击叫直击雷。直击雷是需要通过接闪装置(如避雷针、均压带等)将雷电引入大地,来避免雷击作用在建筑物或者人身上。然而,有些时候明明雷云只是接近但没有直接击中建筑物,建筑物内的金属设备也产生了电火花。人们把这种没有直接击中,只是感应到雷击能量的现象称为感应雷。

感应雷也称为雷电感应或感应过电压,根据产生的原理不同,分为:静电感应雷和电磁感应雷。

静电感应雷

静电感应雷是在带电积云接近地面时,由于单一雷云带电的单极性,总是会在附近的金属导体上感应出大量的反极性束缚电荷。而金属导体远离带电积云端会相应产生与雷电同级性的电荷,从而在金属导体与雷云之间,以及金属导体自身产生出很高的静电电压(感应电压),其电压幅值可达到几万到几十万伏。这种过电压往往会造成建筑物内的导线、接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花,从而容易引起电击、火灾、爆炸,危及人身安全或对供电系统造成危害。

电磁感应雷

由麦克斯韦电磁理论可知:变化着的电场伴随变化着的磁场,变化着的磁场也伴随变化着的电场。因此,电磁感应雷是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。这种电磁感应雷对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏,又或者使周围的金属构件产生感应电流,从而产生大量的热而引起火灾。

大家知道通过避雷针、接地引下线、接地体埋地等措施,现代建筑的防雷措施已经基本可以做到防避直击雷。但是对于感应雷,应如何防范呢?

感应雷侵入的主要途径包括供电线、电话线、有线电视或者无线电视馈线、房屋的外墙或者柱子。将建筑物的基础钢筋,梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好接地的法拉第笼,将建筑物各部分的交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地与建筑物法拉第笼良好连接,避免接地线之间存在电位差,消除感应过电压产生的原因。

对于电源系统的防雷,应在高压端各相安装防雷装置作为第一级保护,在低压侧安装阀门式防雷装置作为第二级保护,在楼层配电箱安装电源避雷箱作为第三级保护,同时还应设计综合布线系统防雷。

浪涌防护原理

在一些室外比较恶劣的使用环境一般采用多级的方式进行电路保护,第一级采用模块式的防护器件泄放大部分的雷击能量到地,如果后级电路比较敏感,可能会用到第二级和第三级的防护器件进行逐级泄放及钳位,直至达到理想的防护效果。

防护模块

防雷模块一般是采用大尺寸的MOV或气体放电管采用并联或串联组合成一体的器件,一般可以达到几十千安的防护等级,工作电压也是几百至几千伏。

第一级保护

第一级保护一般加在最容易引入雷电的端口,如建筑物进线口、AC电源输入端口等,根据应用场合选取不同类型大通流保护器件。电源端口的第一级防护一般选用钳位型大通流保护器件。信号端口的第一级防护一般采用气体放电管,如GDT、SPG、TSS、信号类防雷模块( SPD )等。

第二级保护

第二级防护与第一级防护类似,一般选用反应速度快钳位电压低的TVS、ESD等。

退耦元件

由于第一级防护器件与第二级防护器件采用的过电压保护器件种类不同,击穿电压大小不同,响应时间不同,所以要在两级过电压保护器件之间加退耦元件才能保证两级过电压保护器件协同工作。退耦元件要求有一定的阻抗才能起到退耦的作用。

（正文已结束）

免责声明及提醒：此文内容为本网所转载企业宣传资讯，该相关信息仅为宣传及传递更多信息之目的，不代表本网站观点，文章真实性请浏览者慎重核实！任何投资加盟均有风险，提醒广大民众投资需谨慎！