信号口浪涌防护电路设计
通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击（直接雷击或感应雷击），比如交流供电线、用户线、ISDN接口线、中继线、天馈线等，所以这些外连线和接口线均应采取雷击保护措施。
设计信号口防雷电路应注意以下几点：
1、防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有
一定裕量。
2、防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。
3、信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设
备兼容。
4、信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。
5、信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。
6、对于信号回路的峰值电压防护电路不应动作，通常在信号回路中，防护电路的
动作电压是信号回路的峰值电压的1.3～1.6倍。
1.1网口防雷电路
网口的防雷可以采用两种思路：一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。
1.1.1室外走线网口防雷电路
当有可能室外走线时，端口的防护等级要求较高，防护电路可以按图1设计。
a
b
图1 室外走线网口防护电路
图1a 给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图，从图中可以看出该电路的结构与室外走线E1口防雷电路类似。共模防护通过气体放电管实现，差模防护通过气体放电管和TVS 管组成的二级防护电路实现。图中G1和G2是三极气体放电管，型号是3R097CXA ，它可以同时起到两信号线间的差模保护和两线对地的共模保护效果。中间的退耦选用2.2Ω/2W 电阻，使前后级防护电路能够相互配合，电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取，防雷性能会更好，但电阻值不能小于2.2Ω。后级防护用的TVS 管，因为网口传输速率高，在网口防雷电路中应用的组合式TVS 管需要具有更低的结电容，这里推荐的器件型号为SLVU2.8-4。图
1b TX RX ，低节电容
，低节电容
就是采用上述器件网口部分的详细原理图。
三极气体放电管的中间一极接保护地PGND，要保证设备的工作地GND和保护地PGND通过PCB走线在母板或通过电缆在结构体上汇合（不能通过0Ω电阻或电容），这样才能减小GND 和PGND的电位差，使防雷电路发挥保护作用。
电路设计需要注意RJ45接头到三极气体放电管的PCB走线加粗到40mil，走线布在TOP层或BOTTOM层。若单层不能布这么粗的线，可采取两层或三层走线的方式来满足走线的宽度。退耦电阻到变压器的PCB走线建议采用15mil线宽。
该防雷电路的插入损耗小于0.3dB，对100M以太网口的传输信号质量影响比较小。
1.1.2室内走线网口防雷电路
当只在室内走线时，防护要求较低，因此防雷电路可以简化设计，如图2所示，图2a 是室内走线网口防护电路的基本原理图，图2b是防护器件选用SLVU2.8-4时网口部分的详细原理图。
，低节电容
a
b
图2 室内走线网口防护电路
RJ45接头的以太网信号电缆是平衡双绞线，感应的雷电过电压以共模为主，如果能够对过电压进行有效的防护，差模的防护选用小量级的器件就可以了，通常可以选用SLVU2.8-4，它可以达到差模0.5kV（1.2/50us）的防护能力，但是当产品目标包括北美市场时，差模防护器件推荐选用LC03-3.3，它可以满足NEBS认证的需求。
我们从共模防护的角度对图1和图2这两种电路做一下比较。图1的电路采用气体放电管实现共模的防护，当端口处有共模过电压产生时，通过击穿气体放电管转化成过电流并泄放，从而达到保护的目的。而图2中的网口防护电路只设计了差模的防护电路，没有设计共模的防护电路，它在端口的共模防护上采用就是我们前面说的隔离保护的思路，它利用网口变压器的隔离特性实现端口的共模防护。当端口处有过电压产生时，这个过电压会加到网口变压器的初级，由于变压器有一定的隔离特性，只要过电压不超过变压器初级与次级的耐压能力而被击穿，过电压会完全被隔离在初级侧，从而对次级侧基本不造成影响，达到端口保护的目的。
从上述原理可以看出，图2这种电路的共模防护主要靠变压器前级的PCB走线以及变压器的绝缘耐压实现，因此要严格注意器件的选型和PCB的设计。
首先，在以太网口电路设计时应树立高压线路和低压线路分开的意识。其中变压器接外
线侧的以太网差分信号线、Bob-Smitch电路是直接连接到RJ45接头上的，容易引入外界的过电压（如雷电感应等），是属于高压信号线。而指示灯控制线、电源、GND是由系统内提供，属于低压线路。
根据网口连接器不同，网口电路分为带灯和不带灯两种，其中尤以带灯连接器的网口防雷问题更为突出，因此下面以网口带灯电路为例具体说明如何区分高压线路与低压线路。
网口带灯的典型电路如下图所示：
图3 网口部分电路组成
当网线上遭受感应雷击时，会在8根网线上同时产生过电压。从安全的角度分析，应把网口部分分为高压区和低压区，如上图所示，虚线框内即为高压区。因此网线感应雷电时主要在高压区有比较高的过电压。但是，在高压区仅有8根网线和相连的网络为高压线，而指示灯驱动线、3.3V供电电源、连接器外壳地PGND为低压线，网口电路Bob-Smith电路中匹配电阻属于高压，指示灯限流电阻属于低压范围，变压器线缆侧中间抽头电容一端为高压端，接PGND的一端为低压端。
其次，网口防雷电路在器件选型和PCB设计过程中要注意以下几点：
1、为了保证共模隔离耐压的承受能力，变压器需要满足初级和次级之间的
交流绝缘耐压不小于AC1500V的指标。
2、优先选择不带灯的RJ45，要引灯的话，建议采用导光柱技术在芯片侧将
指示灯的光线引到面板上，避免指示灯控制信号穿越高压信号线和
Bob-Smitch电路所在的区域。
3、指示灯控制电路的限流电阻应放在控制芯片侧，位置靠近控制芯片，防
止过电压直接对控制芯片造成冲击。
4、以太网信号线按照差分线走线规则，保证阻抗匹配，并且一对差分线的
长度尽量一样长。
5、如果变压器前级（靠RJ45接头侧）有中间抽头并且采用Bob-Smith电路，
即75Ω电阻加一个1000pF的接PGND的电容。建议电容选取耐压大于
DC2000V，电阻功率建议选择1/10W的单个电阻，不宜采用排阻。
6、一个以太网接口采用一个Bob-Smith电路，避免将多个以太网接口的
Bob-Smith电路复接在一起。
7、对于PCB层数大于6层的单板，由于相邻层的绝缘材料小于12mil，因此高
压线和低压线不应布在相邻层，更不应交叉或近距离并行走线。
8、由于通过变压器的隔离特性完成共模防护，所以高压信号线（差分线和
Bob-Smith电路走线）和其它信号线（指示灯控制线）、电源线、地线之
间应该保证足够的绝缘，不存在意外的放电途径。
最后，要达到高压区与低压区之间有效的隔离，就要重视二者之间的PCB走线设计。在高压区，带高压的可能有：连接器管脚、布线、过孔、电阻焊盘、电容焊盘。带低压的可能有：布线、过孔、电阻焊盘、螺钉。对于相同的绝缘距离，耐压能力依次为接地螺钉 < 电容、电阻焊盘 < 走线过孔 < 表层走线 < 内层走线，因此当共模防护指标一定时，高压部分与低压部分的绝缘距离应该为接地螺钉 > 电容、电阻焊盘 > 走线过孔 > 表层走线 > 内层走线。这是因为螺钉整个为金属体，暴露面积比较大，容易成为放电通路。电容和电阻焊接两端表面为金属，同时由于形状为长方体，有棱角，很容易形成尖端放电。过孔在网口部分有很多，表面是亮锡的，也容易产生击穿放电，但与电阻和电容焊接两端相比较，金属面积相对就小一些。PCB板的表层走线涂有绝缘绿油，内层的走线有介质包围，相对上面几种，耐压能力就应该高一点。
在设计中，根据具体产品要求的抗浪涌等级，利用表7-1中的数据，就可以推算出PCB 设计需要控制的各种绝缘距离。表7-1给出了在浪涌防护等级是4kV的时候，PCB设计要达到的安全绝缘距离。
表1 PCB设计安全绝缘距离数据（按照4KV耐冲击进行计算）
综上所述，采用图2的防护电路，通过良好的器件选型和PCB设计，可以实现共模2kV （1.2/50us，最高可达4kV），差模0.5kV（1.2/50us）的防护能力。它可以应用于绝大多数室内走线的情况，特别是对于接入和终端设备，在实际使用中以太网线不采用屏蔽电缆，而且安装使用长度大于50米，在网口的防护电路设计过程中宜对以上问题加以重视。
对于网口的防护，除了采用以上的图1和图2中的两种电路外，还有利用RJ45接头管脚前端放电设计、利用变压器中心抽头空气放电设计和利用变压器中心抽头采用放电管放电设计等防护方式，特点均是利用绝缘放电实现防护、成本低、PCB占用空间小。
SFU&HGU网口共模保护
变压器隔离高压电容 SMITH电路走线20mil宽
MDU网口共模保护
线路侧中心抽头对保护地加压敏电阻或放电管
线路侧网线加三端子放电管
网口差模保护
MDU：线路侧GDT+电路侧TVS
SFU&HGU：电路侧TVS
中国电信要求：
MDU设备电源口应具备4KV（差模和共模）防护能力；用户端口应提供1.5KV（差模和共模）防护能力。
SFU/HGU设备的电源端口应具备4KV（差模和共模）防护能力；用户接口应具备0.5KV
（差模和共模）防护能力。
对差模浪涌，不外加保护就依赖于网络接口器件本身的固有防护能力不同的PHY芯片
或SWITCH芯片本身固有的防护能力不同，不能一概而论，有些需要加，有些不需要，需要验证的。
从测试实践中得知：
RTL8204B,不加差模保护的TVS，可以通过1000V、 42欧姆、1.2/50波形浪涌测试RTL8114，则必须加BV03CW,才可以通过1000V、 42欧姆、 1.2/50波形浪涌测试
B50612不加TVS只能过500V，要过1000V需要加TVS：BV03CW
SD5115H, 不加TVS只靠自己的内在保护不能达到500V差模防护,必须加BV03C才能过500V，要过1000V，必须加BV03CL
BCM68380/BCM68380F/BCM68385，需要加BV03CW才能通过差模500V测试。
BV03C 寄生电容较大，只能用于FE；BV03CW用于GE；现已统一采用BV03CW
BV03CL是350W的，与150W的BV03C和BV03CW封装一样,但还没有料号。
网口共模浪涌测试，一般是8线同时对地；但K.21里规定是单线分别对地测试，同时对地还是分别对地测试共模，对普通网口没有差异，对POE有差异，POE防护设计时需要注意这一点。
灯线隔离问题
带灯的RJ45，灯线走线远离放电管或压敏电阻，远离网线；先保护后滤波
1.2用户口防雷电路
1.2.1模拟用户口（Z口）防雷电路
1.2.1.1有配线架一级保护
对于局端设备，一般前面有配线架的一级保护，使用时向线路输出馈电和铃流信号，选用保护器件的动作电压要考虑馈电和铃流有效值的叠加，同时要满足电力线碰触试验的要求，接口防护电路可参照图3进行设计。
图3 有一级保护的模拟用户口防护电路
PTC采用55Ω的值，放在电路前面用于过流保护。RV是击穿电压为220V的压敏电阻，进行共模保护，压敏电阻要有一定的通流能力，一般选直径为Φ7的器件，能抵抗电力线碰触时的短时过电流（PTC动作之前）。VD用于对音频接口的保护，采用TSS管Tisp61089DR，该芯片为击穿电压可控制TSS管，一般采用馈电电压来作为TSS管的触发参考电平。该防护电路可以满足ITU-T K.20标准的测试指标要求。
1.2.1.2无配线架一级保护
对于远端小型网络设备或终端设备，通常情况前面没有配线架的一级保护，使用时接受局端发送过来的馈电和铃流，此时防雷量级要大，同时也要满足电力线碰触的测试要求，防护电路可以按照图4和图5设计。
（1）使用时向线路输出馈电和铃流信号，接口防护电路可参照图7-18进行设计。
图4 无一级保护的模拟用户口防护电路（向线路输出馈电和铃流信号）由于PTC耐冲击过电压和过电流能力不高，因此此时不能将PTC放在电路的最前面。电路的前级G1可以采用通流能力10kA（8/20us），击穿电压较高的三极气体放电管，也可采用三只直流击穿电压为360V的压敏电阻S14K230进行差模和共模保护。选用比较高击穿电压的保护器件，主要是确保在电力线碰触（最大230Vac）时，过压保护器件不应动作，同时也应考虑保护器件的离散性，而通常气体放电管具有较大的离散性，其波动最高可达到器件手册给出的正常参数的30％。采用放电管的优点是占用PCB板面积小，缺点是残压大，而采用压敏
电阻正好相反。 PTC采用55Ω的值。 VD用于对音频接口的保护，采用TSS管Tisp61089DR，该芯片为击穿电压可控制TSS管，一般采用馈电电压作为TSS管的触发电平。该电路可以满足YD5098-2001标准的3KA（8/20us）冲击电流要求。
（2）使用时接受局端发送过来的馈电和铃流，接口防护电路可参照图7-19进行设计。
图5 无一级保护的模拟用户口防护电路（接受局端发送过来的馈电和铃流）对于设备有保护接地端子，需要考虑差模、共模的防护；若设备是不导电的塑料外壳，没有保护接地端子，共模的绝缘耐压很高，此时只需考虑差模保护。
电路的前级G1可以采用通流能力10kA（8/20us），击穿电压较高的三极气体放电管，也可采用三只击穿电压为360V的压敏电阻S14K230进行差模和共模保护。采用放电管的优点是占用PCB板面积小，缺点是差模残压大，而采用压敏电阻正好相反。 PTC采用10Ω的值。后级RV采用击穿电压为82V的压敏电阻，进行差模保护（铃流检测电路和信号电路是通过摘挂机开关分开的，铃流不会影响后级保护器件动作），该位置的保护器件也可以采用TSS管。该电路可以满足YD5098-2001标准的3KA（8/20us）冲击电流要求，同时也能达到ITU-T K.21标准的测试指标要求。
1.2.2数字用户口（U接口）防雷电路
1.2.2.1有配线架一级保护
对于局端设备，一般前面有配线架的一级保护，使用时向线路输出远供电压，选用保护器件的动作电压要考虑远供的电压要求，同时要满足电力线碰触试验的要求，此时接口的保护可以采用图6所示的电路。
a
b
图6 有一级保护的数字用户口防护电路
PTC放在电路前面用于过流保护。耦合器之前采用TSS管TPI1201IN，该芯片集成了三个TSS管，具有差模和共模的保护功能。耦合器之后接口芯片之前采用TVS稳压二极管（如PSOT05C）进行保护（图a），也可以采用上下拉开关二极管来进行保护（图b）。该电路可以满足ITU-T K.20标准的测试指标要求。
1.2.2.2无配线架一级保护
对于远端小型网络设备或终端设备，通常情况前面没有配线架的一级保护，使用时接受局端发送过来的远供，此时防雷量级要大，同时也要满足电力线碰触的测试要求。接口防护电路应可参照图7进行设计。
图7 无一级保护的数字用户口防护电路
对于设备有保护接地端子，需要考虑差模、共模的防护；若设备是不导电的塑料外壳，没有保护接地端子，共模的绝缘耐压很高，此时只需考虑差模保护。
耦合器之前的前级电路的前级G1可以采用通流能力10kA（8/20us），击穿电压较高的三极气体放电管，也可采用三只击穿电压为360V的压敏电阻S14K230进行差模和共模保护。采用放电管的优点是占用PCB板面积小，缺点是差模残压大，而采用压敏电阻正好相反。后级采用TSS管TPI1201IN，该芯片集成了三个TSS管，具有差模和共模的保护功能，耦合器之后采用TVS管（如PSOT05C）进行保护，也可以采用上下拉开关二极管来进行保护。该电路可以满足YD5098-2001标准的3KA（8/20us）冲击电流要求。
1.2.3ADSL口防雷电路
1.2.3.1有配线架一级保护
对于局端设备，一般前面有配线架（MDF）的一级保护，与模拟用户口（POTS）共同使用一对平衡双绞线，选用保护器件的动作电压要考虑模拟用户口输出的馈电和铃流有效值的叠加，同时要满足电力线碰触试验的要求，此时接口的保护可以采用图8所示的电路。
图8 有一级保护的ADSL口防护电路
PTC采用0.8～2Ω的值，主要是考虑降低PTC的阻值对ADSL信号的衰减。耦合器之前采用三只TSS管TISP4350H3BJR，进行差模和共模保护。由于耦合器部分是带有滤波器的，能有效滤除雷击的低频能量，因此耦合器之后接口芯片之前可以不用保护器件，当然也可以采用上下拉开关二极管进行保护。该电路可以满足ITU-T K.20标准的测试指标要求。
1.2.3.2无配线架一级保护
对于远端小型网络设备或终端设备，通常情况前面没有配线架的一级保护，使用时接受局端发送过来的馈电和铃流信号，此时防雷量级要大，同时也要满足电力线碰触的测试要求。接口防护电路应可参照图9进行设计。
图9 无一级保护的ADSL口防护电路
对于设备有保护接地端子，需要考虑差模、共模的防护；若设备是不导电的塑料外壳，没有保护接地端子，共模的绝缘耐压很高，此时只需考虑差模保护。
最前级电路的前级G1可以采用通流能力10kA（8/20us），击穿电压较高的三极气体放电管，不能采用压敏电阻，这主要是压敏电阻的结电容比较大，会影响ADSL的信号质量。 PTC 采用0.8～2Ω的值。耦合器之前采用三只TSS管TISP4350H3BJR，进行差模和共模保护。后级接口芯片可以采用上下拉开关二极管进行保护。该电路可以满足YD5098-2001标准的3KA （8/20us）冲击电流要求。
1.2.4VDSL口防雷电路
1.2.4.1有配线架一级保护
对于局端设备，一般前面有配线架（MDF）的一级保护，与模拟用户口（POTS）共同使用一对平衡双绞线，选用保护器件的动作电压要考虑模拟用户口输出的馈电和铃流有效值的叠加，同时要满足电力线碰触试验的要求。接口防护电路应按照图10进行设计。
图10 有一级保护的VDSL口防护电路
耦合器之前采用两只TSS管TISP4350H3BJR进行共模保护。由于采用的TSS管结电容约为35pF左右，对VDSL信号来讲电容稍高，同时共模防护电路能满足差模过电压不会造成设备损坏，因此在耦合器前级没有加上差模保护的TSS管。由于耦合器部分是带有滤波器的，能有效滤除雷击的低频能量，因此耦合器之后接口芯片之前采用通流量相对小、结电容相对小的TVS管SM16LC05C-T进行差模保护，当然也可以采用上下拉开关二极管进行保护。 PTC采用0.8～2Ω的值，主要是考虑降低PTC的阻值对VDSL信号的衰减。该电路可以满足ITU-T K.20标准的测试指标要求。
1.2.4.2无配线架一级保护
对于远端小型网络设备或终端设备，通常情况前面没有配线架的一级保护，使用时接受局端发送过来的馈电和铃流信号，此时防雷量级要大，同时也要满足电力线碰触的测试要求。接口防护电路应按照图11进行设计。
图11 无一级保护的VDSL口防护电路
对于设备有保护接地端子，需要考虑差模、共模的防护；若设备是不导电的塑料外壳，
没有保护接地端子，共模的绝缘耐压很高，此时只需考虑差模保护。
最前级G1可以采用通流能力10kA（8/20us），击穿电压较高的三极气体放电管，不能采用压敏电阻，这主要是压敏电阻的结电容比较大，会影响VDSL的信号质量。耦合器之前采用两只TSS管TISP4350H3BJR，进行共模保护。耦合器之后接口芯片之前采用TVS管PSOT05LC 或SM16LC05C-T进行差模保护，也可以采用上下拉开关二极管进行保护。PTC采用0.8～2Ω的值。该电路可以满足YD5098-2001标准的3KA（8/20us）冲击电流要求。
1.2.5G.SHDSL口防雷电路
1.2.5.1有配线架一级保护
对于局端设备，一般前面有配线架（MDF）的一级保护，使用时向线路输出远供电压，选用保护器件的动作电压要考虑远供电压要求，同时要满足电力线碰触试验的要求。此时接口的保护可以采用图12所示的电路。
图12 有一级保护的G.SHDSL口防护电路
耦合器之前采用三只TSS管SMP100LC-160，进行差模和共模的保护。耦合器之后接口芯片之前采用TVS管PSOT05C进行保护，也可以采用上下拉二极管来进行保护。 PTC采用10Ω的值，放在电路前面用于过流保护。该电路可以满足ITU-T K.20标准的测试指标要求。
1.2.5.2无配线架一级保护
对于远端小型网络设备或终端设备，通常情况前面没有配线架的一级保护，使用时接受局端发送过来的远供，此时防雷量级要大，同时也要满足电力线碰触的测试要求。接口防护电路应可参照图7-27进行设计。
图13 无一级保护的G.SHDSL口防护电路
对于设备有保护接地端子，需要考虑差模、共模的防护；若设备是不导电的塑料外壳，没有保护接地端子，共模的绝缘耐压很高，此时只需考虑差模保护。
最前级G1可以采用通流能力10kA（8/20us），击穿电压较高的三极气体放电管，不能采用压敏电阻，这主要是压敏电阻的结电容比较大，会影响G.SHDSL的信号质量。耦合器之前采用三只TSS管SMP100LC-160，进行差模和共模的保护。耦合器之后采用TVS管PSOT05C进行保护，也可以采用上下拉二极管来进行保护。PTC采用10Ω的值。该电路可以满足YD5098-2001标准的3KA（8/20us）冲击电流要求。
信号口浪涌防护电路设计 通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击（直接雷击或感应雷击），比如交流供电线、用户线、ISDN接口线、中继线、天馈线等，所以这些外连线和接口线均应采取雷击保护措施。 设计信号口防雷电路应注意以下几点： 1、防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量。 2、防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。 3、信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容。 4、信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。 5、信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。 6、对于信号回路的峰值电压防护电路不应动作，通常在信号回路中，防护电路的动作电压是信号回路的峰值电压的1.3～1.6倍。 1.1网口防雷电路 网口的防雷可以采用两种思路：一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。 1.1.1室外走线网口防雷电路 设计。1当有可能室外走线时，端口的防护等级要求较高，防护电路可以按图 R1TX组合式G1PE，低节电容TVS R2 R3组合式RXG2PE，低节电容TVS R4a 变/22.23R097CXTXUNUSESLVU2.8-UNUSE10/10TXTXENTERNERX PH RXUNUSETXUNUSERX RJ47777RXVCVCCGND b 1 室外走线网口防护电路图从图中可以看出该电路的结构与室给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图，图1aTVS口防雷电路类似。共模防护通过气体放电管实现，差模防护通过气体放电管和外走线E1它可以同时是三极气体放电管，，型号是3R097CXAG1管组成的二级防护电路实现。图中和G2使电阻，/2W起到两信号线间的差模保护和两线对地的共模保护效果。中间的退耦选用2.2Ω防雷性能电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取，前后级防护电路能够相互配合，因为网口传输速率高，在网口防雷TVS后级防护用的管，Ω。会更好，但电阻值不能小于2.21b图。SLVU2.8-4这里推荐的器件型号为管需要具有更低的结电容，TVS电路中应用的组合式 就是采用上述器件网口部分的详细原理图。 三极气体放电管的中间一极接保护地PGND，要保证设备的工作地GND和保护地PGND通过PCB走线在母板或通过电缆在结构体上汇合（不能通过0Ω电阻或电容），这样才能减小GND和PGND的电位差，使防雷电路发挥保护作用。 电路设计需要注意RJ45接头到三极气体放电管的PCB走线加粗到40mil，走线布在TOP层或BOTTOM层。若单层不能布这么粗的线，可采取两层或三层走线的方式来满足走线的宽度。退耦
浪涌保护器的有关知识和安装 电涌保护器（SPD）工作原理和结构 电涌保护器（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类 1、按工作原理分： 1.开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。 2.限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。 3.分流型或扼流型 分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。 扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。 用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。按用途分： （1）电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 （2）信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 二、SPD的基本元器件及其工作原理 1.放电间隙（又称保护间隙）： 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管： 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，
通信直流电源输入防浪涌电路 一、过压浪涌测试方法 对于一些特定环境和用途的电子设备, 其供电电源中经常会有电压浪涌(本文所指浪涌均为过压浪涌)，通讯设备过压涌浪主要有以下几种形式，具体参数如下： 为防止这些过压涌浪对后端用电设备的影响，在电源设计过程中必须对电源进行涌浪测试。 相关浪涌测试要求为：用电设备应经受五次过压浪涌，两次过压浪涌之间的时间间隔为1 min。 过压浪涌检测方法：首先用电设备在正常稳态电压下供电, 然后使用电设备输入电压增加到浪涌电压，最后输入电压恢复到正常稳态电压。过压浪涌后，电源及后端设备不应发生任何故障。 二、实际案例 某通信公司采用ACBEL出品的SV48-28-450B电源模块制作的-48V直流转换电源在做2KV浪涌测试时，输入前端电路起火，直接损坏后端的MOSFET。 经过分析，该直流转换电源由于前端防涌浪电路在2KV高电压冲击下，产生大电流冲击，导致电路板起火并损毁后端MOSFET，最直接的原因应是电源前端设计的防涌浪电路失效。 三、电路设计 为了保护用此电源的通讯设备，防止受浪涌电压冲击而损坏，所以对防涌浪电路进行了设计。具体电路图如下：
本电路采用两级防雷电路来进行防雷及浪涌处理，是一种较高等级的直流防雷及浪涌处理电路。现在通信客户输入端需要满足IEC61000规定的输入对大地要满足2KV，4KV浪涌电压，雷击电流5KA，10KA的要求。 此电路的工作原理如下：当感应雷击或浪涌电压产生时，由于L1会阻挡电压的突变，让前级电路先动作，前级四个MOV(MOV1--4)管，两个放电管(FDG1，2)来泄放大电流，随后，小部分的能量通过后级的L1电感，两个MOV管(MOV5，6)来泄放较小的电流，同时进一步钳位输入端的浪涌电压，以防止损坏后面的器件和电源模块。器件的结电容会影响他们的动作时间，三种器件中，TVS的响应动作时间最快，FDG的次之，MOV的最慢。由于MOV的损坏多数是呈短路状态，为了防止短路时起火，所以要串联保险管，保险管要选择防爆慢熔型，且要满足8/20微秒电流波形的冲击。差模电感L1还可以和后级电容组成EMC差模滤波，对1MHZ以下的干扰有较好的抑制作用，注意此电感一定要是空心线圈，这样通过大电流时不会饱和，太大时其体积也大，L2，L3是两个共模电感，Q1是防反接MOSFET，Q2和R9是防开机时的瞬态冲击电流。此电路在模块前端不仅具有防浪涌功能，而且兼具干扰抑制和防反接功能。 四、更改设计电路后测试效果 通过现场分析，采用我们提供的此电路后，多次实际测试，成功抑制2KV浪涌，保护了后端的器件。
光电隔离电子电路图全集 一．MSD1型湿敏原件空气翁度测量仪电路图 二．光电隔离器应用电路图 光电隔离器可以组成多种多样的应用电路。如组成光电隔离电路，长传输线隔离器，TTL电路驱动器，CMOS 电路驱动器，脉冲放大器等。目前，在A／D模拟转换开关，光斩波器，交流、直流固态继电器等方面也有广泛应用。光电隔离器的输入部分为红外发光二极管，可以采用TTL或CMOS数字电路驱动。 在图a，输出电压Vo受TTL电路反相器的控制，当反相器的控制输入信号为低电平时，信号反相使输出为高电平，红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，Vo输出为高电平。反之Vo输出为低电平。从而实现TTL电路控制信号的隔离、传输和驱动作用。 图2为CMOS门电路通过光电隔离器为中间传输媒介，驱动电磁继电器的应用实例。当CMOS反相器的输出控制信号为高电平时．其输出信号为低电平，Q晶体管截止，红外发光二极管不导通，光电隔离器中的输出达林顿管截止，继电器控制绕组J处于释放状态。反之继电器的控制绕组J吸合，继电器的触点可完成规定的控制动作，从而实现CMOS门电路对电磁继电器控制电路的隔离和驱动。
选用输出部分为达林顿晶体管的光电隔离器，可以显著提高晶体管的电流放大系数，从而提高光电耦合部分的电流传输比CTR。这样，输入部分的红外发光二极管只需较小的正向导通电流If，就可以输出较大的负载电流，以驱动继电器、电机、灯泡等负载形式。 达林顿晶体管输出形式的光电隔离器，其电流传输比CTR可达5000％，即Ic＝5000×If ，适用于负载较大的应用场合。在采用光电隔离器驱动电磁继电器的控制绕组时，应在控制绕组两侧反向并联二极管D，以抑制吸动时瞬恋反电动势的作用，从而保护继电器产品。 · [图文] 多敏固态控制器光电输入的电路应用原理 · [图文] 线性光藕隔离放大器电路 · [图文] 采用光隔离器的电码实验操作振荡器 · [图文] AD7414/AD7415 数字输出温度传感器 · [图文] 加外部缓冲器的远程测温电路 · [图文] 具有整形作用的光耦隔离电路 · [图文] 带PNP三极管电流放大的光耦隔离电路 · [图文] 普通光耦隔离电路 · [图文] PARCOR方式语音合成电路图 · [图文] ADM方式语音合成电路图 · [图文] 用CMOS逻辑门控制AD590电路图 · [图文] 灵敏度可调节的光电继电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光敏晶体管施密特电路图 · [图文] 光敏晶体管及光照吸合式继电器电路图 · [图文] 光敏晶体管光敏电桥电路图 · [图文] 光敏晶体管电感桥电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光控玩具汽车向前停车电路图 · [图文] 光控施密特触发电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控换向电路图 · [图文] 光控发光二极管电路图 · [图文] 光控多功能触发器电路图 · [图文] 光控串联晶闸关开关电路图 · [图文] 光控触发脉冲形成电路图 · [图文] 光控常开式交流接触器电路图 · [图文] 光控常闭式交流接触器电路图 · [图文] 光控插座电路图 · [图文] 光控 闪光管电路图 · [图文] 光控555维电器电路图 · [图文] 光可控电路图 · [图文] 光继电路图
安全防范系统雷电浪涌防护技术要求 GA/T 670－2006 中华人民共和国公安部2006－12－14发布2007－06－01实施 前言 本标准的附录A、附录B为资料性附录。 本标准由全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC／TC 100)提出并归口。 本标准起草单位：广西地凯科技有限公司、全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC／TC100)秘书处、广西壮族自治区公安厅技防办。 本标准主要起草人：王东生、刘希清、张凡夫、施巨岭、张跃、马宁。 1 范围 本标准规定了安全防范系统雷电防护的基本要求，着重规定了安全防范系统雷电浪涌防护的具体要求。 本标准适用于安全防范系统雷电防护的设计、实施和检验等。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 18802．1—2002 低压配电系统的电涌保护器(SPD) 第1部分：性能要求和试验方法(IEC 61643-1：1998，IDT) GB 50057－1994(2000年版) 建筑物防雷设计规范 GB 50343－2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50348－2004 安全防范工程技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3．1 安全防范系统security and protection system：SPS 以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其他相关产品，所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等；或由这些系统作为子系统组合或集成的电子系统或网络。 [GB 50348－2004，2．0．2] 3．2 直击雷direct lightning flash 闪击直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。 [GB 50057－1994(2000年版)附录8] 3．3 雷电感应lightning induction 闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。 [GB 50057－1994(2000年版)附录8] 3．4 雷电浪涌lightning surge 与雷电放电相联系的电磁辐射，所产生的电场和磁场能够耦合到电气(电子)系统中而产生破坏性的冲击电流或电压。 3．5 雷电活动区分类classification of thunder and lightning active zone
欢迎阅读 浪涌保护器的有关知识和安装 电涌保护器（SPD ）工作原理和结构 电涌保护器（SurgeprotectionDevice ）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 11.2.3.（1.过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F 作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管： 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar ）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，
气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc；冲击放电电压Up（一般情况下Up≈（2～3）Udc；工频而授电流In；冲击而授电流Ip；绝缘电阻R（>109Ω）；极间电容（1-5PF） 气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压） 在交流条件下使用：Udc≥1.44Un（Un为线路正常工作的交流电压有效值） 3.压敏电阻： 它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压 ， ； Ub 4. 9 （ （ （ （4）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的最大电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。 （5）最大泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流。（6）响应时间：10-11s 5.扼流线圈：扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作
电子设备的浪涌防护 浪涌 浪涌顾名思义就是瞬间出现超出稳定值的峰值，它包括浪涌电压和浪涌电流。 浪涌电压是指的超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。 浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。 在电子设计中，浪涌主要指的是电源(只是主要指电源)刚开通的那一瞬息产生的强力脉冲,由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲;或者由于电源或电路中其它部分受到本身或外来尖脉冲干扰叫做浪涌.它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等. 而浪涌保护就是利用非线性元器件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路,简单而常用的是并联大小电容和串联电感. 供电系统浪涌的来源分为外部（雷电原因）和内部（电气设备启停和故障等）。供电系统浪涌的产生 供电系统浪涌的来源分为外部（雷电原因）和内部（电气设备启停和故障等）。 外部原因： 雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上： （1）直接雷击：雷电放电直接击中电力系统的部件，注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。 （2）间接雷击：雷电放电击中设备附近的大地，在电力线上感应中等程度的电流和电压。 直接雷击是最严重的事件，尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时，架空输电线电压将上升到几十万伏特，通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远，在雷击点附近的峰值电流可达 100kA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA到10kA。在雷电活动频繁的区域，电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区，上述事件是很少发生的。 间接雷击和内部浪涌发生的概率较高，绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。 内部原因： 内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关：供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因，都会带来内部浪涌，给用电设备带来不利影响。特别是计算机、通讯等微电子设备带来致命的冲击。即便是没有造成永久的设备损坏，但系统运行的异常和
防浪涌电路汇总
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防浪涌电路调研总结 常用的防浪涌电路有三种方案： 一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路，例如TVS管（瞬态抑制二极管），气体放电管，PTC（热敏电阻）等。这些防雷元器件的价格都很低。 二、光耦合电路。(光隔离器件，价格较低，TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术，是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路，减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右，adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源：浪涌通常由自然界的雷电、电源系统（特别是带很重的感性负载）开关切换时引起的，浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流，例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰，其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。 通常所说的防浪涌，有两个耐压指标，一个是共模，一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过，数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的，虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多，但它不像前者那样只维持很短的几毫秒，而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模，也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压，前端后端都一起烧坏；器件不会标称差模的耐压，这个由电路的设计来决定，如果超过这个耐压，前端烧坏，后端不会烧坏。 防浪涌电路通常分为隔离法和规避法： 一、隔离法 光耦合（需要隔离电源） 光耦合器（optical coupler，OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。 只要浪涌产生的电压幅值不超过光耦器件标称的值（通常为2500V），光耦就不会损坏，即使浪涌电压长时间地存在也不会对被隔离的设备产生损害。值得注意的是，光耦一般只能抑制共模形式的浪涌，不能抑制差模形式的浪涌。光耦
防雷击保护的选用，分为4个等级，IEC61312-1规定：10/350μs是首次雷击波型，用于电源的第一级（A级）保护，值得注意的是这只是雷击波的测试波型，而不是雷电的实际波型；8/20μs是用在首次后的B级、C级、D级雷击保护，二者在本质上是没有区别，只是反映了保护器件能分流雷电流能量大小而已！ TDS(TDX)浪涌保护器 浪涌保护器作为低压配电系统的元件之一，所涉及到很多的参数指标都与其他的空气开关是相同的。但是每一种空气开关都有其不同于其他空气开关的参数与指标。当然，并不是所有的空气开关都如此。只是一些特殊作用的空气开关才会涉及到很多不同的参数。例如双电源自动转换开关、浪涌保护器和隔离开关等。 以下是浪涌保护器的各种参数含义的解析; 1.最大放电电流Imax：给浪涌保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 2.额定放电电流Isn：给浪涌保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 3.标称电压Un：被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。
4.电压保护级别Up：浪涌保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。 5.额定电压Uc：能长久施加在浪涌保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。 6.数据传输速率Vs：表示在一秒内传输多少比特值，单位：bps；是数据传输系统中正确选用浪涌保护器的参考值，浪涌保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。 7.最大纵向放电电流：指每线对地施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，浪涌保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 8.漏电流：指在75或80标称电压Un下流经浪涌保护器的直流电流。 9.最大横向放电电流：指线与线之间施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，浪涌保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 10.峰值放电电流：分两种：额定放电电流Isn和最大放电电流Imax。 11.响应时间tA：主要反应在浪涌保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间，在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。 12.在线阻抗：指在标称电压Un下流经浪涌保护器的回路阻抗和感抗的和。通常称为“系统阻抗”。
1. 线形光耦介绍 光隔离是一种很常用的信号隔离形式。常用光耦器件及其外围电路组成。由于光耦电路简单，在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到，如UART协议的20mA电流环。对于模拟信号，光耦因为输入输出的线形较差，并且随温度变化较大，限制了其在模拟信号隔离的应用。 对于高频交流模拟信号，变压器隔离是最常见的选择，但对于支流信号却不适用。一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案，如ADI的AD202，能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度，但这种隔离器件内部先进行电压-频率转换，对产生的交流信号进行变压器隔离，然后进行频率-电压转换得到隔离效果。集成的隔离放大器内部电路复杂，体积大，成本高，不适合大规模应用。 模拟信号隔离的一个比较好的选择是使用线形光耦。线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。这样，虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。 市场上的线性光耦有几中可选择的芯片，如Agilent公司的HCNR200/201，TI子公司TOAS的TIL300，CLARE的LOC111等。这里以HCNR200/201为例介绍2. 芯片介绍与原理说明 HCNR200/201的内部框图如下所示 其中1、2引作为隔离信号的输入，3、4引脚用于反馈，5、6引脚用于输出。 1、2引脚之间的电流记作IF，3、4引脚之间和5、6引脚之间的电流分别记作IPD1和IPD2。输入信号经过电压-电流转化，电压的变化体现在电流IF上，IPD1和IPD2基本与IF成线性关系，线性系数分别记为K1和 K2,即 K1与K2一般很小（HCNR200是0.50%），并且随温度变化较大（HCNR200的变化范围在0.25%到0.75%之间），但芯片的设计使得 K1和K2相等。在后面可以看到，在合理的外围电路设计中，真正影响输出/输入比值的是二者的比值K3,线性光耦正利用这种特性才能达到满意的线性度的。
SPD浪涌保护器 编辑词条 编辑摘要 摘要 浪涌保护器 浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。基本与特点 保护通流量大，残压极低，响应时间快；· 采用最新灭弧技术，彻底避免火灾；；· 采用温控保护电路，内置热保护；· 带有电源状态指示，指示浪涌保护器工作状态；· 结构严谨，工作稳定可靠。 目录 1电涌保护器SPD… 2浪涌保护器也称… 3浪涌保护器的分类 目录 1电涌保护器SPD… 2浪涌保护器也称… 3浪涌保护器的分类 收起 编辑本段电涌保护器SPD工作原理
电涌保护器（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 浪涌保护器的基本元器件 1.放电间隙（又称保护间隙）：它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管：它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc；冲击放电电压Up（一般情况下Up≈（2～3）Udc；工频耐受电流In；冲击耐受电流Ip；绝缘电阻R（>109Ω）；极间电容（1-5PF）气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压）在交流条件下使用：U dc≥1.44Un（Un为线路正常工作的交流电压有效值） 3.压敏电阻：它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K（K=Ures/UN）；最大通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）最小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac （直流条件下使用）Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即（Ulma）max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。 4.抑制二极管：抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优
浪涌电流限制电路图 开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。 开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。当合闸时，由于可控硅截止，通过Rsc对电容C进行充电，经一段时间后，触发可控硅导通，从而短接了限流电阻Rsc。 开关电源中浪涌电流抑制模块的应用 [导读]分析了电容输入式滤波整流器上电时对电源的浪涌电流冲击及危害，介绍了常规解决办法及存在的问题，提出一种实用解决方案。 1 上电浪涌电流 目前，考虑到体积，成本等因素，大多数AC/DC变换器输入整流滤波采用电容输入式滤波方式，电路原理如图1所示。由于电容器上电压不能跃变，在整流器上电之初，滤波电容电压几乎为零，等效为整流输出端短路。如在最不利的情况（上电时的电压瞬时值为电源电压峰值）上电，则会产生远高于整流器正常工作电流的输入浪涌电流，如图2所示。当滤波电容为470μF并且电源内阻较小时，第一个电流峰值将超过100A，为正常工作电流峰值的10倍。
浪涌电流会造成电源电压波形塌陷，使得供电质量变差，甚至会影响其他用电设备的工作以及使保护电路动作；由于浪涌电流冲击整流器的输入熔断器，使其在若干次上电过程的浪涌电流冲击下而非过载熔断。为避免这类现象发生，而不得不选用更高额定电流的熔断器，但将出现过载时熔断器不能熔断，起不到保护整流器及用电电路的作用；过高的上电浪涌电流对整流器和滤波电容器造成不可恢复的损坏。因此，必须对带有电容滤波的整流器输入浪涌电流加以限制。 2 上电浪涌电流的限制 限制上电浪涌电流最有效的方法是，在整流器与滤波电容器之间，或在整流器的输入侧加一负温度系数热敏电阻（NTC），如图3所示。利用负温度系数热敏电阻在常温状态下具有较高阻值来限制上电浪涌电流，上电后由于NTC流过电流发热使其电阻值降低以减小NTC 上的损耗。这种方法虽然简单，但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC 的初始温度影响，在环境温度较高或在上电时间间隔很短时，NTC起不到限制上电浪涌电流的作用，因此，这种限制上电浪涌电流方式仅用于价格低廉的微机电源或其他低成本电源。而在彩色电视机和显示器上，限制上电浪涌电流则采用串一限流电阻，电路如图4所示。最常见的应用是彩色电视机，这种方法的优点是简单，可靠性高，允许在宽环境温度范围内工作，其缺点是限流电阻上有损耗，降低了电源效率。事实上整流器上电处于稳态工作后，这一限流电阻的限流作用已完成，仅起到消耗功率、发热的负作用，因此，在功率较大的开关电源中，采用上电后经一定延时后用一机械触点或电子触点将限流电阻短路，如图5所示。这种限制上电浪涌电流方式性能好，但电路复杂，占用体积较大。为使应用这种抑制上电浪涌电流方式，象仅仅串限流电阻一样方便，本文推出开关电源上电浪涌电流抑制模块。
以下是电源系统SPD选择的要点： 欧阳学文 1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相 220/380V TNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB 503435.4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB 500576.3.4里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。建议选择知名品牌，现在防雷市场鱼龙混杂，不要贪图便宜而使用劣质产品。 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 设计原理
在最常见的浪涌保护器中，都有一个称为金属氧化物变阻器（Metal Oxide Varistor，MOV）的元件，用来转移多余的电压。如下图所示，MOV将火线和地线连接在一起。MOV由三部分组成：中间是一根金属氧化物材料，由两个半导体连接着电源和地线。 这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时，半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之，当电压超过该特定值时，电子运动会发生变化，半导体电阻会大幅降低。如果电压正常，MOV会闲在一旁。而当电压过高时，MOV可以传导大量电流，消除多余的电压。随着多余的电流经MOV转移到地线，火线电压会恢复正常，从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式，MOV仅转移电涌电流，同时允许标准电流继续为与浪涌保护器连接的设备供电。打个比方说，MOV的作用就类似一个压敏阀门，只有在压力过高时才会打开。 另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管的作用与MOV相同——它们将多余的电流从火线转移到地线，通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现
光耦电路设计 目录 简介： (2) 输入电路（原边） (2) 输出电路（副边） (6) 电流传输比： (7) 延时： (9)
简介： 外部信号可能是电压、电流或开关触点，直接接入电路可能会引起瞬时高压、过压、接触点抖动等。因此在外部信号输入之前，须经过转换、保护、滤波、隔离等措施。对小功率信号处理时: 通常简单采用RC 积分滤波或再添加门电路；而在对大功率信号处理时：输入与内部电路电压或电源电压的压差较大，常常采用光电耦合器来隔离。 使用光耦设计隔离电路时，特别要注意电流传输比的降额，驱动电流关断和开通的大小，与延迟相关的负载大小及开关速率。在进行光耦输入电路设计时，是以光耦为中心的输入电路与输出电路（即原边与副边的电路），光耦的工作原理就是输入端输入信号V in ，光耦原边二极管发光使得光耦副边的光敏三极管导通，三极管导通形成回路产生相应信号（电压或者电流），这样就实现传递信号的目的。在进行光耦输出电路设计时，计算公式与输入部分相同，同时需关注电平匹配、阻抗匹配、驱动功率、负载类型和大小。以下针对光耦输入电路设计为例。 输入电路（原边）： 针对于光耦原边的电路设计，如图1 ， 就是设计发光二级管的驱动电路。因此须 首先要了解光耦的原边电流I F 和二极管的导通压降V F 等相关信息。根据必要的 信息来设计LED 驱动电路，和通常的数字输入电路一样，输入端需要添加限流电阻对二极管起保护作用。而这个电阻的阻值则是此处的关键，对于图1的限流电阻R 的阻值可以根据下面的公式计算： ……………………… ① 波。并且RC 电路的延迟特性也可以达到测试边沿，产生硬件死区、消除抖动等 图1 LED 驱动电路
信号浪涌保护器 要推介一种产品，肯定要对这种产品有个系统性的了解，它是什么?它能做什么?它为什么能起到那作用？它有什么特点？它的使用范围与注意事项.作为一个营销人员要至少对这些有个简单的了解，有个清晰的轮廓，这才有利于自己介绍产品。当然它的费用方面也要简单了解下。 信号浪涌保护器也是我们防雷系列的一种类型的产品，它也是对浪涌过压、过流进行保护的一种产品。 信号浪涌保护器主要用在下列系统中，有工业控制系统，网络音频通信系统，安防监控系统，火灾报警系统，考勤系统。 首先要对他们那个地方的雷电情况进行了解，了解雷暴日情况，如果情况适合使用我们的防雷类信号浪涌保护器，而他们却没有注意到信号防雷的重要性，也没有进行这种信号保护，那要根据情况向他们叙述防雷的重要性，让他们认识到投资到防雷防护对企业有很大重要性。 具体参考资料如下（电源浪涌中的雷电知识介绍，具体情况可自行增减选择）。 由于集成电路大规模的广泛应用,IC电路的工作电压越來越低了,承受浪涌的能力也越來越低. 雷电灾害呈上升趋势 保险公司统计：数据通讯及数据传输处理设备损失比例
根据德国某保险公司9000例损失报告的分析 设备防雷的迫切性 1、随着微电子的广泛应用，元器件的浪涌承受能力减弱； 2、网络的普及，使线路中的关联设备增加很多，雷击的损失也越来越严重； 3、全球气候的变化，使雷电的发生更频繁； 上面资料主要是作为叙述防雷重要性的一个概述，要根据资料进行自行筛选组织语言。 详细叙述了信号防雷迫切性之后，就要介绍下我们公司的产品或者有目的性的向他们多介绍几家产品，然后让他们在对比中了解我们公司产品的优势。具体采取什么方式要看具体情况选择。那这一步必须做的就是介绍我们公司的产品的具体情况。（如下）信号浪涌保护器它是什么？ 它是在信号线路上对其可能产生的过压进行限制，过流进行泄放，保护信号设备正常工作的装置。 它的作用是什么：能对信号线路上产生的过压进行限制，过流进行泄放，从而保护设备正常工作。 使用场合：JLSP-S系列浪涌保护器适合于弱电控制系统（主要有工业控制系统，网络通讯系统，火灾报警系统，闭路电视安防监控及考勤系统等）的浪涌保护。 主要特点 １）多级保护，通流容量大２）核心器件选取用国际名牌产品，性能优越３）内置半导体器件，响应速度快４）低电容设计、传递性能优异５）残压水平低６）运用先进的生产工艺制造，外形美观７）安装维护方便 产品分类 工业控制信号浪涌保护器，卡接式控制信号浪涌保护器，视频信号浪涌保护器，视频监控多功能信号浪涌保护器，天馈信号浪涌保护器，数字/语音信号浪涌保护器，DB系列控制信号浪涌保护器，多口集成信号浪涌保护器，这几大类产品都有不同的使用范围，具体请参考内部资料。
浪涌保护器（SPD）的基本原理及应用 河北建设集团张海军 摘要：本文主要介绍SPD的基本原理、分类与应用。 关键词：SPD；基本原理：分类；应用 1 引言 电涌保护器(Surge Protective Device，SPD)又称浪涌保护器，是用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件，用以保护耐压水平低的电器或电子系统免遭雷击及雷击电磁脉冲或操作过电压的损害。近年来，电子信息系统(如电视、电话、通信、计算机网络等)发展迅猛，电子信息设备大量涌现和普及。这类系统和设备往往比较昂贵和重要，其工作电压、耐压水平很低，极易受到雷电电磁脉冲的危害，为此需采用SPD做过电压保护。 由于各国遵循的标准不一样，产品的规格没有统一，参数的标识也各自有侧重，远不如其他电气产品规范，这就给设计选型带来很大不便。在工程设计中，常见品牌按产地划分主要可分为国产产品、欧洲产品和美洲产品。国产产品参数设置较乱，规格多样，残压较高。规范产品的型号设置有的仿欧洲产品，有的遵循国标定参数，大部分产品都标注In与Imax。由于国产产品对应用场所要求较低，建筑物等级不高，设备耐压值大，所以一些参数要求可适当放松。 欧洲产品一般标注最大放电电流，产品型号也是根据这个参数设定的。例如欧洲某着名品牌XXX65、XXX40，其中数值65、40就
是Imax。但我国标准明确规定要用标称放电电流In来进行选型，这是目前在工程设计中遇到的一个尴尬情况。经查该产品资料，XX65的In值不超过20 kA，XX40的In值不超过15 kA。如果依照GB50343建议值，这两种产品只能用于设备末端三级保护，但在实际设计中，却装在了一、二级上，这明显与国家标准的选型参数不符，且残压较高，普通型号一般超过1 200 V，一旦接线环境不好，很容易突破设备耐压值。一般欧系产品Uc值较小，且投机取巧标注线电压，因此在选型时，较容易出现误导。 2 SPD概述 2.1 SPD的工作原理 电涌保护器适用于220/380V低压电源保护，是一种非线性元件，根据IEC标准规定，电涌保护器是主要抑制传导过来的线路过电压和过电流的装置。电涌保护器起到保护作用，基本要求是必须承受预期通过的雷电电流，并且通过电涌最大钳压，有效熄灭在雷电流通过后产生的工频续流，把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但至少包含一个非线性电压限制元件。常用电涌保护器有MOV（Metal Oxide Varistor）同气体放电管等。电涌包含强大的能量因此不能被阻止。基于这种原因，保护敏感电气设备免受电涌损坏的策略是把电涌从设备分流后流入大地。
以下是电源系统SPD选择的要点： 1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相220/380VTNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB50343-5.4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB50057-6.3.4里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。建议选择知名品牌，现在防雷市场鱼龙混杂，不 ? 的元件，MOV 作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7. ?抑制二极管的技术参数主要有： （1）额定击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V～200V范围内。（2）最大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的最高电压。 （3）脉冲功率：它是指在规定的电流波形（如10/1000μs）下，管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积。
（4）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的最大电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。 （5）最大泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流。 （6）响应时间：10-11us 作为辅助元件，有些浪涌保护器还配有内置保险丝。保险丝是一种电阻器，当电流低于某个标准时，它的导电性能非常好。反之，当电流超过了可接受的标准，电阻产生的热量会烧断保险丝，从而切断电路。如果MOV不能抑制电涌，过高的电流将烧断保险丝，保护连接的设备。该保险丝只能使用一次，一旦烧断就需要更换。 ?SPD前端熔断器应根据避雷器厂家的参数安装。 如厂家没有规定，一般选用原则： 当：B>A 当：B＝A 当：B
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