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)。

雷電及開關(guān)電源均會(huì)引起浪涌。雷電通過(guò)電源線、天線、電話線等途徑對(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路的最大正常工作電壓。據(jù)此確定所需放電管的標(biāo)稱直流擊穿電壓值。例如：在電話線的過(guò)電壓防護(hù)中，常態(tài)時(shí)，電話線兩線間的電壓為48V，但當(dāng)振鈴信號(hào)來(lái)時(shí)，兩線間的峰值電壓可達(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：上例所述的電話線上，如果只用于保護(hù)一般的電話機(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)備的電源由電力線路輸入室內(nèi)，而電力線路會(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。共模指的是電源線與大地或中性線與大地之間的電位差，差模干擾存在與電源相線與中性線之間。對(duì)于三相電源來(lái)講，還尋在相線與相線之間。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。

這類設(shè)備一般可能受到三類過(guò)載的影響。這三類過(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，雷電期間電力線和電信線路所感應(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，由于電信線路和電力線可能物理接近，電話線上能夠感應(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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