浪涌与常见的浪涌抑制器件-优劣势对比分析

浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，。可能引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。

2.  浪涌的特点

浪涌产生的时间非常短，大概在微微秒级。浪涌出现时，电压电流的幅值超过正常值的两倍以上。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路，AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。

这种现象通常只持续几纳秒至几毫秒

浪涌出现时的电压和电流值超过正常值两倍以上。

3． 浪涌的表现

浪涌普遍的存在于配电系统中，也就是说浪涌无处不在。浪涌在配电系统主要表现有：

电压波动     

在正常工作情况下，机器设备会自动停止或启动     

用电设备中有空调、压缩机、电梯、泵或电机     

电脑控制系统经常出现无理由复位     

电机经常要更换或重绕     

电气设备由于故障、复位或电压问题而缩短使用寿命

浪涌对敏感电子电器设备的影响有以下类型：

破坏 电压击穿半导体器件  破坏元器件金属化表层  破坏印刷电路板印刷线路或接触点  破坏三端双可控硅元件/晶闸管……

干扰 锁死、晶闸管或三端双向可控硅元件失控  数据文件部分破坏  数据处理程序出错  接收、传输数据的错误和失败  原因不明的故障……

过早老化  零部件提前老化、电器寿命大大缩短  输出音质、画面质量下降

4.浪涌的来源

以配电系统为参照物，则浪涌可以分成系统外的和系统内的两种。根据统计，系统外的浪涌主要来自于雷电和其它系统的冲击，大约占 20%；系统内的浪涌主要来自于系统内部用电负荷的冲击，大约占 80%。

•外部—主要是雷击

•内部– 用电设备的开关等

雷电：

•1、直击雷，雷电击在避雷针、避雷带及建筑物或炼油塔的某部位。

•2、雷电电磁辐射；雷击点强大的磁场向四周辐射。

雷击即便没有直接击中建筑物，也会对建筑物内的微电子设备造成损坏，因为只要雷击中心点发生在距建筑物半径２Km范围内，在此范围内的空间里就会产生极强的电磁场，所有从这个电磁场中穿越的供电线路，网络和信号线路等，都会因电磁感应而在线路上产生一个浪涌电压，并沿着线路进入大楼内的设备输入端口，从而将电子设备摧毁。

•3、雷电流在电源和信号线上的分流；

•4、雷电感应：雷电流从引下线泄放过程中在周围形成强大的交变磁场，处于磁场内的金属导体上产生感应电压。

•5、雷击部位形成的局部高电位。

•6、雷电部侵入。

直接雷击击中电力线路或引下线疏导雷电流时，在电力线路上会产生雷击过电压并在电力线缆周围产生强大的电磁脉冲，凡是在此电磁脉冲范围内的各种电力、信号及控制线路都会感应出过电压，这部分过电压将会沿各种线路传输到后端的设备，从而引起设备的误动作或损坏。

电网内部浪涌：

（1）电力大负荷的投入和切除；

空调、压缩机、泵或马达

（2）感性负荷的投入和切除；

（3）功率因素补偿电容器的投入和切除

（4）短路故障

（5）机械触点

机械开关包括电磁继电器的开关触点、按钮开 关、按键、带开关电位器等

•5、 浪涌的分类

在电子线路中通常采用浪涌抑制器件来对电路进行保护，常见的几种浪涌抑制器件有：气体放电管GDT、金属氧化物压敏电阻MOV、瞬态抑制二极管TVS和半导体放电管TSS。浪拓电子作为专业的浪涌防护厂商，为大家总结了这几种常见浪涌抑制器件的优劣势对比，方便大家选择合适浪涌抑制保护器件：

压敏电阻（MOV）是以氧化锌（ZnO） 为主要成分的非线性电阻元件，该元件浪涌电流耐量及非线性系数非常大，在阀值电压以下时，电阻非常高，几乎没有电流流过，如果超过该阀值电压，电阻急剧降低，可以泄放大电流。压敏电阻的优点是启动电压范围宽，反应快，通流容量大，无续流，寿命长。缺点为存在老化和性能不够稳定的问题，压敏电阻器的电容较大，影响其在高频、超高频领域的应用。

气体放电管是一种间隙式的防雷保护器件，采用陶瓷或玻璃作为管子的封装外壳，放电管内部充以性能稳定的惰性气体。当外加电压达到使极间场强超过气体的绝缘强度时，两级间的间隙将放电击穿，并由绝缘状态变为导电状态。气体放电管的放电时延较大，响应较慢，一般为μS级，对于波头上升陡度较大的雷电波难以有效抑制。

TVS二极管也称呼瞬态电压抑制器，是一种二极管形式的高效能保护元件。当 TVS管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以极快的速度，瞬间将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值。TVS管具有动作响应快、箝位电压低等显著优点，适合用于多级防护电路的最末几级防护。

固体放电管（半导体放电管）是基于可控硅的原理和结构的一种开关型浪涌保护器件，用于保护敏感易损的集成电路，使之免遭雷电和突波的冲击而造成的损坏。它采用了先进的离子注入技术，具有精确导通、快速响应、浪涌吸收组能力强、可靠性高等特点。

通常，采用单个元件一般无法满足要求电子产品的防雷保护，需要将几种保护器件组合起来，构成多级防护才可满足要求。一个完整的浪涌防护方案，需要采用三级防护：一般将气体放电管用作第一级，压敏电阻放做第一或第二级，而TVS管（暂态抑制二极管）用做第二或第三级防护。通过各级防护器件的配合，将幅值较高的雷电暂态过电压限制到产品可耐受的范围内，从而达到对电子产品的可靠保护。