實(shí)例分析防雷電路

防雷保護(hù)電路在工業(yè)電路板上是十分常見的應(yīng)用電路，今天就讓我們一探究竟。
　　廣州致遠(yuǎn)電子有限公司的環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)所有的端口都進(jìn)行了防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，其中包括220V交流電源防雷設(shè)計(jì)、以太網(wǎng)防雷保護(hù)、DI輸入端口防雷保護(hù)、AI輸入端口防雷保護(hù)、RS232/RS485防雷保護(hù)，下面將對(duì)這些防雷保護(hù)電路一一進(jìn)行分析。
　　1.1.1220V交流電源防雷保護(hù)
　　環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)中電源采用220V交流電源供電，前端所使用的防雷保護(hù)電路詳見圖1
　　
　　圖1 220V交流電源防雷保護(hù)電路
　　由于采用了復(fù)合對(duì)稱電路與共模、差模全保護(hù)，因此L、N可以隨便接，安全。即便壓敏電阻短路失效后與電路脫離，一般也不會(huì)引起火災(zāi)。根據(jù)實(shí)際的使用經(jīng)驗(yàn)U2最容易遭受雷擊損壞，由于壓敏電阻本身的老化或承受暫時(shí)過(guò)電壓的多次沖擊，壓敏電阻的漏電流迅速增加發(fā)熱導(dǎo)致短路失效。壓敏的短路失效將造成整個(gè)供電線路的短路故障，并引起著火、爆炸等威脅到人身和財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重事故。本電路由于采用了金屬氧化鋅壓敏電阻U2，因此能有效地避免傳統(tǒng)的氧化鋅壓敏電阻因短路失效可能帶來(lái)的火災(zāi)等安全隱患。與此同時(shí)，如果因?yàn)槔讚魮p壞時(shí)，其隔離的熔斷保險(xiǎn)絲將同時(shí)熔斷，主機(jī)CPU可以在LS_Check端檢測(cè)到相應(yīng)的信號(hào)，從而起到雷擊損壞報(bào)警功能。
　　表1 壓敏電阻值選擇一覽表
　　
　　壓敏電阻的壓敏電壓值可參考表1選取，壓敏電壓值可以適當(dāng)選高一點(diǎn)，這樣更安全、耐用，故障率低，但殘壓略高。然后根據(jù)通流容量要求選擇外形尺寸和封裝形式，或采用幾個(gè)壓敏電阻并聯(lián)，注意應(yīng)挑選壓敏電壓值相近的并聯(lián)，每個(gè)壓敏電阻都要單獨(dú)串聯(lián)溫度保險(xiǎn)管，以延長(zhǎng)使用壽命和確保安全。
　　陶瓷氣體放電管的通流容量根據(jù)要求的通流容量選擇，直流擊穿電壓為470V～600V。當(dāng)要求的通流容量≤3KA時(shí)，可以用玻璃放電管代替。
　　壓敏電阻和氣體放電管都必須按沖擊10次以上的降額值計(jì)算通流容量（壓敏電阻為一次沖擊通流容量的三分之一左右，氣體放電管為最大通流容量的一半左右）。