通信直流电源输入防浪涌电路

一种防雷击浪涌的开关电源电路设计防雷击和浪涌是电路设计中必须要考虑的重要因素，它们可以对电气设备和电子元件造成严重的损害。

下面将介绍一种针对防雷击和浪涌的开关电源电路设计。

开关电源是一种将交流电转换为稳定输出直流电的电源。

在设计开关电源时，需要考虑输入端的防雷击和浪涌保护。

防雷击保护主要考虑雷电产生的高压瞬态脉冲对电路带来的损害。

为了降低这种损害，可以采用以下措施：1.使用射频滤波器：在输入端加入适当的射频滤波器可以减少高频噪声和干扰。

这些滤波器可以阻止雷击电流进入电路，保护负载电路免受雷击的影响。

2.使用整流器和大容量电容：在输入端加入整流器和大容量电容可以对电路进行平滑滤波，减少电路中的纹波电流。

这可以保护电路免受雷击电流的影响。

3.使用继电器：在输入端加入一个继电器可以在雷击发生时隔离电路。

当雷击产生时，继电器可以迅速切断电源电路，保护电路免受雷击的影响。

在设计开关电源时，浪涌保护也是一个重要的考虑因素。

浪涌是指短时间内大电流脉冲通过电路。

为了防止浪涌对电路造成的损害，可以采取以下措施：1.使用过电压保护器：过电压保护器可以检测并限制过电压的电流。

当浪涌电流超过设定值时，过电压保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。

2.使用过流保护器：过流保护器可以检测并限制过大的电流。

当浪涌电流超过设定值时，过流保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。

3.使用TVS二极管：TVS二极管可作为浪涌保护器，可以在系统发生浪涌时迅速反应并引导过电流。

TVS二极管用作浪涌保护器时，在未触发时表现为开路状态，当瞬态电压超过其额定电压时，TVS二极管将变为低阻抗状态，并通过引导大电流来保护电路。

综上所述，防雷击浪涌保护开关电源电路设计需要综合考虑多个因素，包括射频滤波器、整流器和大容量电容、继电器、过电压保护器、过流保护器和TVS二极管等。

这些措施可以有效地保护电路免受雷击和浪涌的影响。

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。

1 引言开关电源模块的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。

在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示)，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。

在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。

为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。

图1 合闸瞬间滤波电容电流波形2 常用软起动电路(1)采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。

它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。

采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。

图2 采用热敏电阻电路(2)采用电路该电路如图3所示。

在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥和限流电阻R 对电容器C充电。

当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。

图3 采用电路这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。

(3)具有断电检测的电路该电路如图4所示。

它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。

电力通信直流电源及其维护摘要：电力通信直流电源是整个发电系统的重要组成部分，直接影响电力通信的正常运行。

本文论述了电力通信直流电源的系统组成，分析了变电站直流通信电源存在的不足，并提出了相应的维护措施。

关键词：电力通信；直流电源1电力通信直流电源介绍通信直流电源是一个复杂的系统，目前电力通信直流电源均采用-48V的高频开关直流电源，电力通信电源主要由：交流配电单元、整流器部分、直流配电单元、蓄电池组、监控模块系统五部分组成。

1.1交流配电单元交流部分的市电输入一般为2路380V三相四线交流输入，在电源容量较小时有时也使用2路220V单相交流输入，以保证电源可靠供电。

为防止雷击和过电压破坏，在市电输入端应加装避雷器，常用的有普通氧化锌避雷器和OBO防雷模块等；由于此处的防雷主要是对非直击的感应雷击的浪涌电压的防护，因此避雷器的通流量一般选择在l5～20kA，残压在1.5kV左右，就可有效的保护电源设备。

1.2整流器部分整流器是通信直流电源的最重要的组成部分，通信直流电源的供电质量主要取决于整流器的电气指标，它完成 AC—DC变换并以并联均流方式为通信设备供电，同时对蓄电池组进行恒流限压充电和监控模块的供电。

现在所有的通信直流电源均采用模块化高频开关整流器，它具有其体积小、效率高、模块化、功率因素高、输入电压范围宽、噪声低、可靠性高以及可带电热插拔等优点；电力通信直流电源所使用的高频开关整流器模块一般为单相 220V交流输入，模块容量一般为每块20A／一48V～50M一48V；在实际使用中，如果输入的是380V三相四线交流电源，则应注意将所有整流模块平均分配到每一相。

1.3直流配电单元直流配电将整流器输出的电压进行分配，一路给蓄电池组充电，其它分配给通信设备和其它用户供电。

分配部分决定了设备的最终分配容量，因此要求在设计时应充分考虑分路输出的用户数和容量，满足日后通信设备接入的需要。

在给蓄电池组充电的分路开关之前应加装欠压保护继电器，当蓄电池组放电达到欠压告警值时发出告警，放电到欠压关断值时控制自动断开蓄电池组，保护蓄电池组不会因为过放电而导致损坏。

开关电源模块的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。

在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示)，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。

在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。

为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。

图1 合闸瞬间滤波电容电流波形2 常用软起动电路(1)采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。

它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。

采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。

图2 采用热敏电阻电路(2)采用SCR R电路该电路如图3所示。

在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1 VD4和限流电阻R对电容器C 充电。

当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。

图3 采用SCR R电路这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。

(3)具有断电检测的SCR R电路该电路如图4所示。

它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。

PS48120/1800电源系统技术说明书1. 系统简介及结构PS48120/1800型智能高频开关通信电源是由交流配电单元、直流配电单元、整流模块(R48-1800A ；48V/30A)、监控模块（M500D ）、机柜等构成的一种电源系统。

本电源系统满配置时可输出额定电流120A 。

该电源特别适用于GSM 、CDMA 移动基站、固定网中、小容量交换局、传输中继站和微波、卫星通信站。

1．1 系统型号说明1201800PS 48/输出额定电流（120A ）整流模块额定功率（1800W ）输出额定电压（-48V ）电源系统-X1配置型号图1-1 系统型号说明注：－48V 表示输出电压为直流、输出正极端接地。

1．2 系统配置PS48120/1800系统有2种配置方式：1．PS48120/1800-X1：双路交流手动输入、无用户交流输出，直流输出路数为7路； 2．PS48120/1800-X2：两路交流自动输入、有用户交流输出，直流输出路数为7路。

电源系统的配置表见表1-1。

PS48120/1800-X1PS48120/1800-X2监控模块M500D 1台 整流模块R48-1800A标准配置：4台；可选数量：2～4台 防雷 II/C 级防雷交流输入两路交流输入，交流输入空开规格： 2×63A/2P交流配电交流输出 无用户交流输出两路三芯插座，由一路16A/1P 的MCB 控制防雷 直流侧防雷直流配电电池两路电池输入熔丝：2×100A NT00PS48120/1800-X1 PS48120/1800-X2负载输出7路负载输出，总负载电流≤100A。

其中：1×63A/1P（MCB），2×32A/1P（MCB），1×10A/1P（MCB），1×100A NT00（FUSE），1×50A NT00（FUSE），1×6A NT00（FUSE）可选部件温度传感器及其线缆，DC/DC模块，远程监控组件表1-1 PS48120/1800系统配置表1．3 系统结构电源内部结构如图1-2所示。

机载电子设备直流电源输入端保护电路设计曾凡东【摘要】为了减小瞬态电压、浪涌电压、输入电源极性反接、负载短路对机载电子设备造成的危害，针对当前航空直流+28 V电源系统的特点，提出了一种解决直流电源输入过压浪涌、输入欠压浪涌、输入电源极性反接、负载短路或过流导致设备损坏的方案。

该方案以LTC4364和APL502 L为核心芯片。

首先介绍了该电路的主要特点，接着分析了电路的工作原理和参数设计，最后对该电路进行了仿真分析和实验电路测试。

实验结果表明，该电路各项性能指标良好，完全达到设计要求。

该电路已成功应用于某电台中，且工作良好。

%In order to reduce the harm to the airborne electronic equipment caused by the transient voltage, surge voltage,reverse input of the power supply and the short of the load,according to the characteristics of the current +28 V DC airborne power system,a solution is proposed which can overcome the harm caused by the input overvoltage,input under-voltage,reverse input and the short or over-current of the load. In the solution LTC4364 and APL502L are chosen as the core chips. The main features of the design are intro-duced,the operating principle is analyzed and the design of scheme is described,and finally the circuit op-timization and actual verification for the whole system are conducted. The results indicate that it has a good performance and the design requirements are fully satisfied. The design has been successfully applied in a radio set and the circuit performs well.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2016(056)007【总页数】6页(P820-825)【关键词】机载电子设备;直流电源;浪涌电压;保护电路设计【作者】曾凡东【作者单位】中国西南电子技术研究所，成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN86飞机上搭载的大量机载电子设备均需机载电源系统提供稳定可靠的电源，机载电源系统的稳定性直接影响到机载设备的工作状态和飞行安全。

在电路保护解决方案中，雷击浪涌防护是电子工程师尤为关注的一个防护重点，浪涌也叫突波，顾名思义就是超岀正常工作电压的瞬间过电压，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，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。

最原始的浪涌防雷保护器羊角形间隙，岀现于19世纪末期，用于架空输电线路，防止雷击损坏设备绝缘而造成停电，故称“浪涌保护器”，20世纪20年代，岀现了铝浪涌保护器，氧化膜浪涌保护器和丸式浪涌保护器，30年代岀现了管式浪涌保护器，50年代岀现了碳化硅防雷器，70年代又岀现了金属氧化物浪涌保护器，现代高压浪涌保护器，不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压，也用于限制因系统操作产生的过电压。

1、浪涌防雷保护器按工作原理分：浪涌保护器中的元件（压敏电阻MOV，硅雪崩二极管SAD、空气导管、大放电电容）是采用损耗自身的方式对冲击电流进行消解（发热，融化），从而使导入地下的冲击电流在安全范围之内，不会形成二次反击。

抑制元件的自身寿命会因为反复承受电流冲击而缩短，Sin eTamer采用了40模块和热、电熔断双保险、热分担算法等，确保了Sin eTamer的使用寿命。

Sin eTamer约消解90%的过电压和过电流，剩余的10%则导入地下。

SPD 并联于线路（L/N ）与大地之间，在正常工作电压情况下， MOV 处于高阻状态，相当于线路对地开路，不影响线路正常工作，故障显示窗口呈绿色，当线路由于雷电或开关操作岀现瞬时脉冲过电压时，防雷模 块在纳秒级时间内迅速导通， 将过电压短路到大地泄放， 当该脉冲过电压消失后， 防雷模块又自动恢复高阻状态，不影响用户供电。

当防雷模块长期工作在超负荷工作状态，其性能劣化而发热到一定温度，模块中的热感断路器（ K1 ）会自动断开避雷模块回路，保护电源电路工作不受影响，防止火灾发生，当线路感应过大雷电流时，过流断路器（K2 ）迅速断开，防止 SPD 爆炸。