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(十)一、 宏观原理:为什么需要保护? 核心威胁:浪涌主要来自雷击 直击雷: 闪电直接击中建筑物(如避雷针/接闪器),能量巨大。 感应雷: 是电子设备最常见的威胁。当附近发生雷击时,强大的电磁场会在长电缆上感应出巨大的瞬时过电压/过电流。 二、 防护体系:分级泄放原则 整个防护体系是分级、协作的,像一道一道防线,将巨大的浪涌能量逐步消耗殆尽。 第一级防护(楼宇变电站): 使用陶瓷气体放电管等器件,泄放最大的能量(如100kA级)。 第二级防护(楼层配电间): 使用压敏电阻(MOV),进一步泄放能量,使电压尖峰降低。 第三级防护(设备端/插座): 使用TVS二极管等进行精细钳位,将电压降至设备安全范围。 最终设备: 如笔记本电脑,工作在已经过多次“净化”的电源下。 类比: 大人(一级防护)先扛住大部分冲击,再到青年(二级),最后小孩(三级)轻松处理残余能量。 三、 具体电路设计要点 1. AC电源端口保护设计(如220V/380V设备) 典型架构: 一级保护(MOV1) + 二级保护(MOV2) + 退耦电路(L1/L2) 退耦电路作用: 确保能量大的MOV1先动作,MOV2后动作。防止两者同时动作导致MOV2因能量过大而损坏。 2. DC信号/电源端口保护设计(如网口、485、CAN): 信号线越长,感应的浪涌风险越大,越需要保护。 方案选择: 三级保护(强防护): 适用于长线、室外环境(如室外摄像头)。方案为:气体放电管 → 压敏/TVS → TVS,中间同样需要退耦。 单级TVS保护(简化防护): 适用于短线、室内环境或对体积要求高的场景。利用大功率TVS直接钳位。 3. 信号接口保护的特殊考量 关键参数:寄生电容和信号速率, 信号速率越高,对保护器件(如TVS)的寄生电容要求越严格(要求电容值越小),否则会破坏信号完整性。
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