【導(dǎo)讀】對(duì)于一些特定環(huán)境和用途的電子設(shè)備, 其供電電源中經(jīng)常會(huì)有電壓浪涌(本文所指浪涌均為過(guò)壓浪涌)，下面通過(guò)具體實(shí)際案例向讀者講解一下如何設(shè)計(jì)防止過(guò)壓浪涌的電源。
通訊設(shè)備過(guò)壓涌浪主要有以下幾種形式，具體參數(shù)如下：
表一：具體參數(shù)
為防止這些過(guò)壓涌浪對(duì)后端用電設(shè)備的影響，在電源設(shè)計(jì)過(guò)程中必須對(duì)電源進(jìn)行涌浪測(cè)試。
相關(guān)浪涌測(cè)試要求為：用電設(shè)備應(yīng)經(jīng)受五次過(guò)壓浪涌，兩次過(guò)壓浪涌之間的時(shí)間間隔為1 min。
過(guò)壓浪涌檢測(cè)方法：首先用電設(shè)備在正常穩(wěn)態(tài)電壓下供電, 然后使用電設(shè)備輸入電壓增加到浪涌電壓，最后輸入電壓恢復(fù)到正常穩(wěn)態(tài)電壓。過(guò)壓浪涌后，電源及后端設(shè)備不應(yīng)發(fā)生任何故障。
實(shí)際案例
某通信公司采用ACBEL出品的SV48-28-450B電源模塊制作的-48V直流轉(zhuǎn)換電源在做2KV浪涌測(cè)試時(shí)，輸入前端電路起火，直接損壞后端的MOSFET。
經(jīng)過(guò)分析，該直流轉(zhuǎn)換電源由于前端防涌浪電路在2KV高電壓沖擊下，產(chǎn)生大電流沖擊，導(dǎo)致電路板起火并損毀后端MOSFET，最直接的原因應(yīng)是電源前端設(shè)計(jì)的防涌浪電路失效。
電路設(shè)計(jì)
為了保護(hù)用此電源的通訊設(shè)備，防止受浪涌電壓沖擊而損壞，所以對(duì)防涌浪電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。具體電路圖如下：
圖題：電路圖
本電路采用兩級(jí)防雷電路來(lái)進(jìn)行防雷及浪涌處理，是一種較高等級(jí)的直流防雷及浪涌處理電路。現(xiàn)在通信客戶輸入端需要滿足IEC61000規(guī)定的輸入對(duì)大地要滿足2KV，4KV浪涌電壓，雷擊電流5KA，10KA的要求。
此電路的工作原理如下：當(dāng)感應(yīng)雷擊或浪涌電壓產(chǎn)生時(shí)，由于L1會(huì)阻擋電壓的突變，讓前級(jí)電路先動(dòng)作，前級(jí)四個(gè)MOV(MOV1--4)管，兩個(gè)放電管(FDG1，2)來(lái)泄放大電流，隨后，小部分的能量通過(guò)后級(jí)的L1電感，兩個(gè)MOV管(MOV5，6)來(lái)泄放較小的電流，同時(shí)進(jìn)一步鉗位輸入端的浪涌電壓，以防止損壞后面的器件和電源模塊。器件的結(jié)電容會(huì)影響他們的動(dòng)作時(shí)間，三種器件中，TVS的響應(yīng)動(dòng)作時(shí)間最快，F(xiàn)DG的次之，MOV的最慢。由于MOV的損壞多數(shù)是呈短路狀態(tài)，為了防止短路時(shí)起火，所以要串聯(lián)保險(xiǎn)管，保險(xiǎn)管要選擇防爆慢熔型，且要滿足8/20微秒電流波形的沖擊。差模電感L1還可以和后級(jí)電容組成EMC差模濾波，對(duì)1MHZ以下的干擾有較好的抑制作用，注意此電感一定要是空心線圈，這樣通過(guò)大電流時(shí)不會(huì)飽和，太大時(shí)其體積也大，L2，L3是兩個(gè)共模電感，Q1是防反接MOSFET，Q2和R9是防開(kāi)機(jī)時(shí)的瞬態(tài)沖擊電流。此電路在模塊前端不僅具有防浪涌功能，而且兼具干擾抑制和防反接功能。
更改設(shè)計(jì)電路后測(cè)試效果
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析，采用我們提供的此電路后，多次實(shí)際測(cè)試，成功抑制2KV浪涌，保護(hù)了后端的器件。
