如何設計防止過壓浪湧的電源
發布時間:2012-12-30 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】對於一些特定環境和用途的電子設備, 其供電電源中經常會有電壓浪湧(本文所指浪湧均為過壓浪湧),下麵通過具體實際案例向讀者講解一下如何設計防止過壓浪湧的電源。
通訊設備過壓湧浪主要有以下幾種形式,具體參數如下:
表一:具體參數

為防止這些過壓湧浪對後端用電設備的影響,在電源設計過程中必須對電源進行湧浪測試。
相關浪湧測試要求為:用電設備應經受五次過壓浪湧,兩次過壓浪湧之間的時間間隔為1 min。
過壓浪湧檢測方法:首先用電設備在正常穩態電壓下供電, 然後使用電設備輸入電壓增加到浪湧電壓,最後輸入電壓恢複到正常穩態電壓。過壓浪湧後,電源及後端設備不應發生任何故障。
實際案例
某通信公司采用ACBEL出品的SV48-28-450B電源模塊製作的-48V直流轉換電源在做2KV浪湧測試時,輸入前端電路起火,直接損壞後端的MOSFET。
經過分析,該直流轉換電源由於前端防湧浪電路在2KV高電壓衝擊下,產生大電流衝擊,導致電路板起火並損毀後端MOSFET,最直接的原因應是電源前端設計的防湧浪電路失效。
電路設計
為了保護用此電源的通訊設備,防止受浪湧電壓衝擊而損壞,所以對防湧浪電路進行了設計。具體電路圖如下:

圖題:電路圖
本電路采用兩級防雷電路來進行防雷及浪湧處理,是一種較高等級的直流防雷及浪湧處理電路。現在通信客戶輸入端需要滿足IEC61000規定的輸入對大地要滿足2KV,4KV浪湧電壓,雷擊電流5KA,10KA的要求。
此電路的工作原理如下:當感應雷擊或浪湧電壓產生時,由於L1會阻擋電壓的突變,讓前級電路先動作,前級四個MOV(MOV1--4)管,兩個放電管(FDG1,2)來泄放大電流,隨後,小部分的能量通過後級的L1電感,兩個MOV管(MOV5,6)來lai泄xie放fang較jiao小xiao的de電dian流liu,同tong時shi進jin一yi步bu鉗qian位wei輸shu入ru端duan的de浪lang湧yong電dian壓ya,以yi防fang止zhi損sun壞huai後hou麵mian的de器qi件jian和he電dian源yuan模mo塊kuai。器qi件jian的de結jie電dian容rong會hui影ying響xiang他ta們men的de動dong作zuo時shi間jian,三san種zhong器qi件jian中zhong,TVS的響應動作時間最快,FDG的次之,MOV的最慢。由於MOV的損壞多數是呈短路狀態,為了防止短路時起火,所以要串聯保險管,保險管要選擇防爆慢熔型,且要滿足8/20微秒電流波形的衝擊。差模電感L1還可以和後級電容組成EMC差模濾波,對1MHZ以下的幹擾有較好的抑製作用,注意此電感一定要是空心線圈,這樣通過大電流時不會飽和,太大時其體積也大,L2,L3是兩個共模電感,Q1是防反接MOSFET,Q2和R9是防開機時的瞬態衝擊電流。此電路在模塊前端不僅具有防浪湧功能,而且兼具幹擾抑製和防反接功能。
更改設計電路後測試效果
通過現場分析,采用我們提供的此電路後,多次實際測試,成功抑製2KV浪湧,保護了後端的器件。
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