如何設計電源防浪涌電路？

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ID:807588 發表于 2020-11-4 17:04 | 只看該作者回帖獎勵

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由于電源模塊應用的場合也越來越廣，應用場合錯綜復雜，電源模塊的輸入端時常會伴隨浪涌沖擊，若超過本身模塊能抗的浪涌電壓，模塊會損壞失效，導致系統的異常，為保證系統的可靠性，電源的前端防浪涌電路如何設計？

一、浪涌電壓來源

1、雷擊引起的浪涌，當發生雷擊時，通訊電路會產生感應，形成浪涌電壓或電流；
2、系統應用中負載的切換及短路故障也會引起浪涌；
3、其他設備頻繁開關機引起的高頻浪涌電壓。

二、電源為何需要浪涌防護電路

電源模塊是系統與外部接觸、接口的，外部傳來的浪涌都經過電源模塊，所以需要浪涌防護電路。由于電源模塊體積小，集成度高，內部的控制芯片和晶體管等器件最大耐壓和最大電流都比較極限，一個浪涌電壓過來可能就使模塊損壞失效，導致整個系統的癱瘓，即使沒有立馬損壞，器件受到應力沖擊，也會影響壽命和可靠性，所以為了保證電源模塊持續可靠的應用，一般都需要加上浪涌防護電路。電源模塊受限于體積小，很多模塊內部不能加上防浪涌電路，所以需要在模塊的外部加上防浪涌電路。

三、浪涌測試標準

電源模塊的浪涌測試標準適用于電氣和電子設備在規定的工作狀態下工作時，對由開關或雷電作用所產生的有一定危害電平的浪涌電壓的反應。該標準不對絕緣物耐高壓的能力進行試驗，也不考慮直擊雷。

四、浪涌防護電路

由于電源模塊體積小，在EMC要求比較高的場合，需要增加額外的浪涌防護電路，以提升系統EMC性能，提高產品的可靠性。為提高輸入級的浪涌防護能力，在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。但電路(a)、(b)原目的是想實現兩級防護，但可能適得其反。如果(a)中MOV2的壓敏電壓和通流能力比MOV1低，在強干擾場合，MOV2可能無法承受浪涌沖擊而提前損壞，導致整個系統癱瘓。同樣的，電路(b)，由于TVS響應速度比MOV快，往往是MOV未起作用，而TVS過早損壞。在兩個MOV或是MOV和TVS之間接一個電感。

可以在MOV和TVS之間加一個電阻，可以防止TVS先導通到損壞，而MOV還沒來得及動作；在選取R的時候要考慮R的功耗，以免R先損壞；同時可以并聯電容，吸收能量，提高抗浪涌能力；MOV和TVS的選型很關鍵，選擇適當的最大允許電壓和最大通流量很重要，這個就要參照電源模塊的輸入電壓以及浪涌試驗等級，如果電壓選擇小了后端供電不正常，選擇大了起不到保護作用，通流量選小了器件容易損壞。

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