開(kāi)關(guān)電源的雷擊浪涌問(wèn)題是一個(gè)重要的考慮因素,特別是在設(shè)計(jì)用于戶外或可能遭受雷電干擾的設(shè)備時(shí)。以下是一些應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)電源雷擊浪涌的建議:
雷擊浪涌的起因主要包括直擊雷、傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷。直擊雷是雷電直接擊中線路或設(shè)備,傳導(dǎo)雷是雷電擊中線路附近物體后,電流通過(guò)線路傳導(dǎo)至設(shè)備,而感應(yīng)雷則是雷電在附近產(chǎn)生電磁場(chǎng),線路在電磁場(chǎng)中感應(yīng)出電壓和電流。此外,大型電力開(kāi)關(guān)切換時(shí)也可能在供電線路上感應(yīng)出大的浪涌電壓和電流。
使用浪涌保護(hù)器件:
陶瓷氣體放電管(GDT):一種由電壓導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)型器件,并聯(lián)在被保護(hù)設(shè)備的線與線或線與地端之間,用于防雷保護(hù)。
瞬態(tài)抑制二極管(TVS):一種限壓型的過(guò)壓保護(hù)器件,能以極快的速度(pS級(jí))把過(guò)高的電壓限制在一個(gè)安全范圍之內(nèi)。
壓敏電阻(MOV):以氧化鋅為材料燒結(jié)而成的半導(dǎo)體限壓型浪涌器件,具有優(yōu)異的非線性特性和超強(qiáng)的浪涌吸收能力。
其他器件:如自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(PTC)、靜電保護(hù)陣列(ESD/TVS Arrays)、玻璃放電管(GGD)等,也可以用于浪涌保護(hù)。
設(shè)計(jì)合理的電路布局:
在布局上,應(yīng)注意避免雷擊能量對(duì)敏感元件的沖擊。例如,半導(dǎo)體元件的GND trace應(yīng)避開(kāi)Y-Cap雷擊能量泄放路徑,以避免元件損壞。
對(duì)于共模雷擊,應(yīng)考慮跨初、次級(jí)的安全距離,避免雷擊跳火或組件損壞。對(duì)于差模雷擊,主要對(duì)策是使用MOV或Spark Gap等組件吸收并抑制能量流入power supply內(nèi)部。
地線處理:
在一次側(cè)部分,Ground的layout順序應(yīng)為大電容的Ground→Current sensor→Y-Cap→一次側(cè)變壓器輔助繞組Vcc電容的Ground→PWM IC外圍組件的ground→PWM IC的ground。
在二次側(cè)部分,應(yīng)注意TL431的地接至第二級(jí)輸出電容的地,二次側(cè)Y-cap的出腳接至二次側(cè)變壓器的ground。
為了確保開(kāi)關(guān)電源能夠承受雷擊浪涌的沖擊,應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試。測(cè)試項(xiàng)目主要針對(duì)電源火線(L)、地線(N)、安全地(E)進(jìn)行不同組合測(cè)試,如L→E、N→E、L&N→E、L→N等。測(cè)試儀器應(yīng)滿足IEC61000-4-5和GB/T17626.5等標(biāo)準(zhǔn)。
在選擇浪涌保護(hù)器件時(shí),應(yīng)考慮其鉗位電壓、通流量、響應(yīng)時(shí)間等參數(shù),以確保其能夠有效地吸收浪涌能量。
在進(jìn)行電路布局時(shí),應(yīng)注意保持敏感元件與雷擊能量泄放路徑的安全距離。
在進(jìn)行雷擊浪涌測(cè)試時(shí),應(yīng)確保測(cè)試電壓不超過(guò)規(guī)定值,以避免對(duì)設(shè)備造成損壞。
綜上所述,通過(guò)了解雷擊浪涌的起因、采取防護(hù)措施、進(jìn)行雷擊浪涌測(cè)試以及注意相關(guān)事項(xiàng),可以有效地應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)電源的雷擊浪涌問(wèn)題。