浪涌和靜電防護設(shè)計方案之前，要先確定產(chǎn)品防護等級、是否有安規(guī)需求、成本預(yù)算等等相關(guān)問題。不同行業(yè)的產(chǎn)品，所需要的防護等級要求是不一樣的，比如軍工用品和消費品并不在一個等級上面。其實，浪涌防護設(shè)計原理并不難，只是因為在成本和體積的限制下，才顯得不太好處理。為此，在浪涌防護設(shè)計方案中，處處存在妥協(xié)，沒有完美的設(shè)計方案，只有合適的設(shè)計方案。

在浪涌防護方案設(shè)計中，一般采用“多級防護、逐級削減；泄放為主、阻擋為輔”的模式進行系統(tǒng)級的浪涌防護。浪涌防護原理示意圖如下：

第一級保護

第一級保護一般最容易引入雷電的端口，如建筑物進線口、AC電源輸入端口等，一般根據(jù)應(yīng)用場合選取不同類型大通流保護器件。電源端口的第一級防護一般選用鉗位型大通流保護器件。電源端口是為系統(tǒng)提供能量的端口，具有較高的電壓或較大的電流，若在電源端口選用開關(guān)型保護器件，過電壓時開關(guān)型器件導(dǎo)通后電壓較低，本身影響系統(tǒng)的供電電壓，另一方面系統(tǒng)電壓有可能會維持其一直處于導(dǎo)通狀態(tài)不能正常斷開，系統(tǒng)長時間通過較大的電流（如安培級電流）可能對電路板造成致命傷害，甚至引起火災(zāi)。

針對電源端口第一級鉗位型過電壓保護器件，一般選用壓敏電阻、超大功率TVS二極管、防雷模塊（SPD）等。而在信號端口，第一級防護一般采選用陶瓷氣體放電管GDT、玻璃放電管SPG、半導(dǎo)體放電管TSS、信號類防雷模塊(SPD)等。當然，低速信號端口也可選擇鉗位型器件進行第一級防護，但前提是鉗位型器件的結(jié)電容不能太大，否則會影響通信線路的正常通信。

退耦元件

由于第一級防護器件與第二級防護器件采用的過電壓保護器件種類不同，擊穿電壓大小不同，響應(yīng)時間不同，所以要在兩級過電壓保護器件之間加退耦元件才能保證兩級過電壓保護器件協(xié)同工作。退耦元件要求有一定的阻抗才能起到退耦的作用。

退耦器件的選取要根據(jù)線路的工作電流大小來選取，如一些信號電路工作電流較小，在保證其正常通信的情況下可選取功率型電阻或自恢復(fù)保險絲（PPTC），退耦電阻一般選取10Ω 以內(nèi)。從浪涌防護的角度來講退耦電阻越大越好，但也不能太大，否則會影響線路正常工作電流，需要工程師在電路設(shè)計時綜合考慮。 對于一些輸入電流較大的低頻線路，可選用電感來進行退耦，電感阻抗的計算公式為 Z=2πfL，當確定好退耦阻抗值后，可從公式中計算出所用電感的大小。

第二級保護

第二級防護與第一級防護類似，一般選用反應(yīng)速度較快、鉗位電壓低的TVS二極管、ESD靜電保護二極管等。

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