浪涌和靜電防護設計方案之前，要先確定產(chǎn)品防護等級、是否有安規需求、成本預算等等相關(guān)問(wèn)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(gè)等級上面。其實(shí)，浪涌防護設計原理并不難，只是因為在成本和體積的限制下，才顯得不太好處理。為此，在浪涌防護設計方案中，處處存在妥協(xié)，沒(méi)有完美的設計方案，只有合適的設計方案。

在浪涌防護方案設計中，一般采用“多級防護、逐級削減；泄放為主、阻擋為輔”的模式進(jìn)行系統級的浪涌防護。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(jìn)線(xiàn)口、AC電源輸入端口等，一般根據應用場(chǎng)合選取不同類(lèi)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(kāi)關(guān)型保護器件，過(guò)電壓時(shí)開(kāi)關(guān)型器件導通后電壓較低，本身影響系統的供電電壓，另一方面系統電壓有可能會(huì )維持其一直處于導通狀態(tài)不能正常斷開(kāi)，系統長(cháng)時(shí)間通過(guò)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。

針對電源端口第一級鉗位型過(guò)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、半導體放電管TSS、信號類(lèi)防雷模塊(SPD)等。當然，低速信號端口也可選擇鉗位型器件進(jìn)行第一級防護，但前提是鉗位型器件的結電容不能太大，否則會(huì )影響通信線(xiàn)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(guò)電壓保護器件種類(lèi)不同，擊穿電壓大小不同，響應時(shí)間不同，所以要在兩級過(guò)電壓保護器件之間加退耦元件才能保證兩級過(guò)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線(xiàn)路的工作電流大小來(lái)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保險絲（PPTC），退耦電阻一般選取10Ω 以?xún)?。從浪涌防護的角度來(lái)講退耦電阻越大越好，但也不能太大，否則會(huì )影響線(xiàn)路正常工作電流，需要工程師在電路設計時(shí)綜合考慮。 對于一些輸入電流較大的低頻線(xiàn)路，可選用電感來(lái)進(jìn)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(lèi)似，一般選用反應速度較快、鉗位電壓低的TVS二極管、ESD靜電保護二極管等。

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