基于浪涌抑制方案設(shè)計(jì)

一、什么是浪涌電流

浪涌電流是指電源接通瞬間或者電路出現(xiàn)異常情況下產(chǎn)生的遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電流的峰值電流或者過(guò)載電流，浪涌也叫突波。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅百萬(wàn)分之一秒時(shí)間內(nèi)的一種劇烈脈沖。

由于電路本身的非線性有可能高于電源本身的脈沖；或者由于電源或電路中其它部分受到本身或外來(lái)尖脈沖干擾以及來(lái)源于外部因素，如雷電、ESD，它很可能使電路在浪涌的一瞬間燒壞，如PN結(jié)電容擊穿，電阻燒斷等等。

而浪涌電流保護(hù)就是利用非線性元器件對(duì)高頻（浪涌）的敏感設(shè)計(jì)的保護(hù)電路，簡(jiǎn)單而常用的是并聯(lián)大小電容和串聯(lián)電感。供電系統(tǒng)浪涌的來(lái)源類型分為外部（雷電原因）和內(nèi)部（電氣設(shè)備啟停和故障等）。而從電子專業(yè)角度定義系統(tǒng)浪涌的來(lái)源類型分為雷電、靜電、開(kāi)關(guān)電路三類。

二、浪涌抑制方案

對(duì)于浪涌設(shè)計(jì)常有兩種方案，一是采用熔斷電阻器(保險(xiǎn)絲電阻)、二是采用電壓鉗位器件(浪涌放電管、壓敏電阻等)。按GB/T17626.5浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)的方法，在市電0°、90°、180°、270°四個(gè)相位各打10次浪涌。

三、放電齒

放電齒，也叫放電間隙或者火花間隙。放電齒是一對(duì)指向彼此相對(duì)的銳角的三角形，是由在PCB布線過(guò)程中使用銅箔層作出來(lái)的。這些三角形需設(shè)置在PCB板元器件的另一層放置，不能被綠油等蓋住。
在浪涌測(cè)試或者ESD測(cè)試時(shí)，共模電感兩端將產(chǎn)生高壓，出現(xiàn)飛弧。若與周圍器件間距較近，可能使周圍器件損壞。因此可在其上并聯(lián)一個(gè)放電管抑制它電壓。如下圖FU2為氣體放電管，并聯(lián)在共模電感兩端，它能夠從而起到滅弧的效果。

氣體放電管抑制效果很好，但是在成本相對(duì)較高，很多情況下我們會(huì)在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，在共模電感兩端放置放電齒，使得共模電感可以通過(guò)放電齒尖端放電，可以減少甚至可避免通過(guò)其他路徑放電，能夠保護(hù)周圍和后級(jí)器件。