电源口防雷电路设计

馨语

电源口防雷电路的设计需求留意的要素较多，有如下几方面：
1、防雷电路的设计应知足规则的防护等级要求，且防雷电路的残压程度应可以维护后级电路免受毁坏。
2、在遇到雷电暂态过电压作历时，维护安装应拥有足够快的举措响应速度，即能及早的举措限压和旁路泄流。
3、防雷电路加在馈电路线上，不该影响装备的正常馈电。例如，采取串连式电源防雷电路时，防雷电路应可经过装备满负荷任务时的电流并有一定的裕量。
4、防护电路在零碎的最高任务电压时不该举措。通常在交流回路中，防护电路的举措电压是交流任务电压无效值的2.2～2.5倍，在直流回路中，防护电路的举措电压是直流额外任务电压的1.8～2倍。
5、防雷电路加在馈电路线上，不该给装备的平安运转带来隐患。例如，应防止因为电路设计不妥而使防雷电路存在着火等平安隐患。
6、在全部馈电通路上存在多级防雷电路时，应留意各级防雷电路间有良好的配合瓜葛，不该泛起后级防雷电路受到雷击毁坏而前级防雷电路完好的状况。
7、防雷电路应拥有毁坏告警、遥信、热容和过流维护功用，并拥有可交换性。
上面分别给出交流电源口和直流电源口的防雷电路设计指点。
一、交流电源口防雷电路设计
1、交流电源口防雷电路


上图是一个两级的交流电源口防护电路：
a、G1和G2为气体放电管
2、Rvz1～Rvz6为压敏电阻
3、F1和F2为空气开关
4、F3和F4为保险
5、L1和L2是退耦电感。
电路原理简述如下：
第1级防雷电路为拥有共模和差模维护的电路，差模维护采取的压敏电阻。共模维护采取压敏电阻和气体放电管串连。第1级防雷电路的通流才能较高，通常在几十kA（8/20us）。第1级防雷电路宜选用空气开关做短途经流毛病的维护器件。
第2级防雷电路的方式与第1级相反，公道设计第1级电路和第2级电路间的电感值，能够使大部份的雷电流经过第1级防雷电路泄放，第2级电路只泄放少部份雷电流，这样就能经过第2级电路将防雷器的输入残压进一步升高以达到维护后级装备的目的。第2级防雷电路应选用保险作维护器件。
防护电路中各维护器件的通流量的选择应达到设计目标的要求并有一定裕量；差模压敏电阻的压敏电压取值可按压敏电阻章节给出的办法选择；压敏电阻和气体放电管串连的共模防护电路中，压敏电阻、空气放电管的取值仍可按压敏、放电管独自并接在路线中时的相干章节给出的计算办法来拔取。
二、交流电源口防雷电路变型
1、变型电路1


交流电源口变型电路1
变型电路1将原电路中的电感换成为了一定长度的馈电线。规则长度的馈电线所拥有的电感量与原电路中电感的感值是根本相反的。将电感换成馈电线的优点是：在装备的任务电流很大的状况下，公道的选择馈电线线径就能知足给装备供电的需要，战胜了在装备供电电流很大时，空心电感的体积过大而无奈在电路上完成的问题。第1级的防护电路和第2级的防护电路能够分别搁置在两个不同的装备中完成，例如：将第1级防护电路设计为一个独立的防雷箱，将第2级防雷电路内置于通讯装备中。
因为去掉了电感，变型电路1能够看做为两个并联式的防雷电路。当这两级防雷电路做成两个独自的防雷器时，需求留意防雷器的装置问题。
2、 变型电路2


交流电源口变型电路2
变型电路2是交流防雷电路的简化设计：只保存防雷电路中的第1级防雷电路或者第2级防雷电路，其它设计要点同交流电源口防雷电路。
电路a在后级电路抗浪涌过电压才能较强时采取，电路b在内部拥有一级维护措施时采取，个别设计在电源模块外部。变形电路2升高了电路的繁杂性，而且因为去掉了电感，不需求斟酌知足经过装备正常任务电流的需求，计划更易完成。因为该电路去掉了电感，它由一个串连式防雷电路变为了一个并联式防雷电路。当这个电路做成一个独立的防雷器时，需求留意防雷器的装置问题。
三、直流电源口防雷电路设计
1、直流电源口防雷电路


上图是一个拥有串连式2级差模防护的电路，能够做到标称放电电流5kA，电路原理简述如下：
第1级采取两个压敏电阻并联的差模维护，两个气体放电管并联进行共模维护（注：这里选用两个器件并联的目的是升高残压和增大通流才能，在使用单个器件知足要求的状况下能够只使用一个器件），能够达到标称放电电流5kA的设计目标，第2级采取压敏电阻和TVS管维护，将残压升高到后级电路可以接受的程度，其中TVS管T1保举采取双向TVS管，能够防反接，也能够采取单向的TVS管，但拥有不防反接的缺陷。共模维护采取两个气体放电管并联构成的1级防护电路。该电路的优点是拥有较低的输入残压，合用于后级电路抗过电压程度很低的状况。防雷电路中各维护元件通流量、压敏电压、反向击穿电压的选择、电感的取值可参照像关章节给出的办法进行。两级防雷电路都应选用保险做维护器件。
该防护电路的运用场所是后级电路的抗浪涌过电压的才能较弱，一级防雷电路缺乏以维护后级的装备，需求经过第2级的防雷电路将残压进一步升高。
四、直流电源口防雷电路变型
1、变型电路1


直流电源口变型电路1
变型电路1将图6-4直流电源口防雷电路中的电感换成为了一定长度的馈电线。规则长度的馈电线所拥有的电感量与原电路中电感的感值是根本相反的。将电感换成馈电线的优点是：在装备的任务电流很大的状况下，公道的选择馈电线线径就能知足给装备供电需要，战胜了在装备供电电流很大时，空心电感的体积过大而无奈在电路上完成的问题。第1级的防护电路和第2级的防护电路能够分别搁置在两个不同的装备中完成，例如：将第1级防护电路设计到直流高阻柜中，将第2级防雷电路内置于通讯装备中。
因为去掉了电感，变型电路1能够看做为两个并联式的防雷电路。当这两级防雷电路做成两个独自的防雷器时，需求留意防雷器的装置问题。
2、变型电路2


直流电源口变型电路2
变型电路2是直流电源口防雷电路的简化设计：保存防雷电路中的第1级防雷电路（注：这里选用两个器件并联的目的是升高残压和增大通流才能，在使用单个器件知足要求的状况下能够只使用一个器件），去掉电感落第2级防雷电路。其它设计要点同直流电源口防雷电路。
变型电路2的运用场所是在后级电路抗浪涌过电压才能较强时采取，这个计划能够升高电路的繁杂性。同时因为去掉了电感，不需求斟酌知足经过装备正常任务电流的需求，计划更易完成。因为变型电路2去掉了电感，它由一个串连式防雷电路变为了一个并联式防雷电路。当这个电路做成一个独立的防雷器时，需求留意防雷器的装置问题。
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