2021-10-07
浪涌保护电路其实也是我们通常所说的浪涌保护器，也叫防雷器。是一种为各种用电设备、仪器仪表、通信电路提供安全防护的设备或电路。用于吸收交流电网间的浪涌或尖峰电压，确保它所保护的设备或电路不至于损坏。
浪涌保护器能够搞定上千伏的电压浪涌或尖峰，当然这要取决于所选浪涌保护器的参数规格。也有专用于几百伏的浪涌保护器，要看用户的使用场景。浪涌保护器能在瞬间承受很高的电压尖峰，但尖峰电压持续时间不能太长，否则保护器就会由于吸收能量过大而发热烧毁。
浪涌是一种瞬变干扰，在某种特定条件下在电网上造成瞬间电压超出额定正常电压的范围，通常这个瞬变不会持续太长的时间，但有可能幅度相当高。有可能是在仅仅的百万分之一秒内的瞬间突高，比如打雷、或者断开电感负载、或者接通大型负载的一瞬间都会对电网产生很大的冲击。在大多数情况下，如果连接在电网上的设备或电路没有浪涌保护措施，很容易器件就会损坏，损坏的程度会跟器件的耐压等级有关系。
在正常的工作状态下，测试点test point处的电压是维持在500V稳定状态，但如果开关管Q突然断开，由于电感电流不能突变，反向电动势效应，则在test point处就会产生一个很高的电压浪涌。
第一级浪涌保护装置通常安装安装房屋或建筑物的入口处，它将保护着从入口接线处之后的所有设备免遭浪涌的迫害，通常第一级浪涌保护器的容量及体积都非常大，并且造价也很贵，但它却是必不可少的。
第二级浪涌保护器在容量上没有第一级那么大，吸收能量也比较小，但它很轻便，通常安装在用电设备的接入点处，例如插座里，甚至是集成在用电设备的电源板前端，为设备提供二次保护能力。
下图是浪涌保护装置安装的简单示意图：
对于很多人来讲，对二级浪涌保护电路知之甚少，因为其大多都是集成在电源板上的，所谓的电源板往往是很多用电设备的输入最前端，通常是AC-AC、AC-DC电路，它也是直接插上插座的的电路，设计在电源板上的防雷电路，最重要的作用就是在发生浪涌时能及时做出保护，如切断电路或者吸收浪涌电压、电流。
另一种二级浪涌保护电路，就比如说是UPS（不间断电源），一些复杂的UPS电源都会内置浪涌保护电路，它和普通电源板上的浪涌保护器的功能是一样的。
有一种浪涌保护器是在当浪涌电压发生时，它将及时切断供电电源。这种浪涌保护器是非常智能、复杂，当然也是比较贵的，一般都很少用。这类浪涌保护器一般由电压传感器、控制器和锁存器组成。电压传感器主要是监测电网电压是否有浪涌波动，控制器读取电压传感器的浪涌电压信号，并在判断为浪涌信号时，及时控制锁存器，锁存器作为执行机构控制电路的通断。
还有另一种浪涌保护器电路，它并不会在发生浪涌时去切断电路，但它会嵌位浪涌电压，并吸收浪涌能量。这种通常是内置于电路板内，比如开关电源电路都会有这类的浪涌保护电路。电路一般如下图所示：
浪涌保护器1，跨界在火线和零线之间，也就是差模抑制电路。而浪涌保护器2、3是分别跨接火线对大地和零线对大地，也就是共模抑制。差模浪涌器是用于嵌位和吸收火线和零线之间的浪涌电压，同样的道理共模浪涌器是用于嵌位相线对大地的浪涌电压。通常对要求不高的浪涌标准，安装浪涌保护器1足矣，但有些要求高的场合就得加入共模浪涌保护了。
有很多因素都会产生浪涌电压，一般是由于雷击、电容充放电、谐振电路、电感开关电路、电机驱动干扰等。电网上的浪涌电压可以说是无处不在了。因此，电路里设计浪涌保护器是相当必要的。
只有有合适的传播介质，浪涌电压才有机会摧毁有电设备。
电力线–电力线是传播浪涌的最主要的、最直接的介质，因为几乎所有的用电设备都是通过电力线进行供电，电力线配电网无处不在。
无线电波–其实入口主要是天线，天线容易接收无线浪涌或雷击，从而在瞬间击穿用电设备。当闪电击中天线时，它会穿透射频接收器。
交流发电机–在汽车电子领域，电压浪涌也会被重点定义，往往在交流发电机出现复杂波动时，就会产生很大的浪涌电压。
感性电路–当电感两头电压突变往往就会产生浪涌电压。
设计一个浪涌保护电路并不是很难。实际上设计一个内置式的浪涌保护电路，最简单的方式只需要一个元器件，那就是MOV压敏电阻或是一个瞬态二极管TVS。如下图所示，浪涌保护器1-3都可以是压敏电阻MOV或者TVS。
有时候，只需要在交流电火线零线之间并连一个MOV压敏电阻就可以符合IEC标准了。很多应用场合，就同时需要在零火线对大地间加浪涌保护电路才可能达到更高的浪涌标准的要求，比如要求要高于4KV。
1. MOV全称Metal oxide varistor，金属氧化物电阻，它的电阻值会根据电阻两端的电压改变而改变。通常应用于交流电网间，处理浪涌电压。
2. MOV是基于电压的一种特殊器件。
3. MOV工作时，它的特性有点类似于二极管，非线性、不适应欧姆定律，但其电压电流特性是双向的，而二极管是单向的。
4. 它更像一个双向的TVS二极管。
5. 当压敏电阻两端电压没有达到嵌位电压时，他是处于开路状态。
压敏电阻作为浪涌保护器中很关键的器件，在设计时务必确保它尽量靠近输入端的保险管，如下图所示。这样才能确保在有浪涌电流发生时，保险管能及时烧断，确保后面电路处于开路状态，避免由浪涌电流引起更大的损坏，甚至起火。
