SURGE浪涌原理和整改(EMC)
浪涌保护器工作原理及选择的几个原则
电涌保护器工作原理电涌保护器〔SPD〕工作原理及构造电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器〞或“过电压保护器〞英文简写为SPD。
电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
电涌保护器的类型和构造按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。
用于电涌保护器的根本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。
一、SPD的分类：1、按工作原理分：1．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。
用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
2．限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。
用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
3．分流型或扼流型分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。
扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。
用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
按用途分：(1)电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。
(2)信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。
二、SPD的根本元器件及其工作原理1．放电间隙(又称保护间隙)：它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成(如图15a)，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线〔N〕相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，防止了被保护设备上的电压升高。
浪涌保护器的原理及参数介绍
浪涌保护器的原理及参数介绍浪涌保护器原理浪涌保护器(SurgeprotectionDevice)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为"避雷器"或"过电压保护器"英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏.电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件.用于电涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。
汇骐防雷商城提示您浪涌保护器的参数介绍1、最大持续运行电压Uc在220/380V三相系统中选择SPD时,其最大持续运行电压Uc应根据不同的接地系统形式来选择.(1)当电源采用TN系统时,从建筑物内总配电盘(箱)开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统;(2)在下列场所应视具体情况对氧化锌压敏电阻SPD提高上述规定的Uc值:①供电电压偏差超过所规定的10%的场所;②谐波使电压幅值加大的场所.2、冲击电流Iimp规定包括幅值电流Ipeak和电荷Q.3、标称放电电流In流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流,用于对SPD做Ⅱ级分类试验,也用于对SPD做Ⅰ级和Ⅱ级分类试验的预处理.对Ⅰ级分类试验In不宜小于15kA,对Ⅱ级分类试验In不宜小于5kA.4、电压保护水平Up即在标称放电电流In下的残压,或浪涌保护器的最大钳压.为使被保护设备免受过电压的侵害,SPD的电压保护水平Up应始终小于被保护设备的冲击耐受电压Uchoc,并应大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Usmax,即要求Usmax<Up<Uchoc.当无法获得设备的耐受冲击电压时,220/380V三相配电系统的设备可按表3选择.5、Ⅱ级分类试验的最大放电电流Imax流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流.用于Ⅱ级分类试验,Imax>In.。
EMC测试总体概述及浪涌测试原理与浪涌防护元器件使用稿件.ppt
.新.
13
耦合/去耦网络的选择
• 耦合/去耦网络的选择 1、对于交直流电源线端口
.新.
14
耦合/去耦网络的选择
• 交/直流电源端口电容耦合试验配置（差模）
.新.
15
耦合/去耦网络的选择
• 交/直流电源端口电容耦合试验配置（共模）
.新.
16
浪涌防护元器件使用
• 浪涌防护原理 • 浪涌保护器的型号、原理介绍 • 浪涌保护电路及案例分析 （因现产品主要涉及到过压保护，这只介绍
用下，放电管开始放电的电压值称为其冲 击放电电压。
放电管的响应时间或动作时延与电压脉 冲的上升陡度有关，对于不同的上升陡度， 放电管的冲击放电电压是不同的 。
.新.
21
浪涌防护元器件使用
• C、冲击耐受电流 将放电管通过规定波形和规定次数的脉
冲电流，使其直流放电电压和绝缘电阻不 会发生明显变化的最大值电流峰值称为管 子的冲击耐受电流。 d、其他参数
通过的路径进合理的间距、线宽、PCB布局、布 线设计；
连辅助 设备与 端接
容性卡钳距参考地 100mm,轮流卡每根电缆
脉冲 EUT与发生器
群信 或卡钳之间
参考地平面的每
号源 的电源线或
个边要超出
信号线长度 小于1米
E大U地.T新1相. 00连mm并与
EUT与参考地平 面之间的距离 大于100mm
7
浪涌测试原理
• 测试波形介绍 • 耦合/去耦网络的选择
.新.
29
浪涌防护设计介绍
• 浪涌防护设计介绍（个人看法） 1、“标准”资料，GBT 17626.5，ITU K系列建议，
主要对波形参数、内阻、耦合方式进行了解； 2、“测试”技术了解，主要对差、共模，正、负极
浪涌工作原理
浪涌工作原理嘿，咱今儿来聊聊浪涌工作原理这玩意儿。
你说这浪涌啊，就好像是电路世界里的一场小风暴。
想象一下，电路就像一条平静的小河，电流在里面稳稳地流淌着。
可突然，天上掉下块大石头，“扑通”一声，河水就溅起了老高的水花，这就跟浪涌差不多。
平常好好的电路，可能因为各种各样的原因，比如雷电啦、电网的波动啦，突然就来了那么一下子，电流瞬间增大，就像河水突然汹涌起来。
这浪涌要是不注意，那可不得了。
它就像个调皮的孩子，在电路里横冲直撞，说不定就把你的电器给搞坏啦！那可就得不偿失喽。
那浪涌到底是怎么工作的呢？其实啊，它就是一种瞬间的高能量释放。
就好比你憋了一口气，然后“噗”地一下子全吐出来，那力量可不小呢！当有浪涌产生的时候，它会迅速地在电路中传播，就像一阵风刮过。
咱家里的那些电器啊，可都得防着它。
比如说电视、电脑这些娇贵的玩意儿，要是被浪涌给袭击了，没准儿就黑屏啦、死机啦。
这时候就得靠一些保护装置啦，就像给电路穿上了一层铠甲。
这些保护装置就像是勇敢的卫士，时刻准备着抵御浪涌的攻击。
它们能在浪涌来的时候，迅速地做出反应，把那股强大的能量给吸收掉或者引导到别的地方去，让咱的电器安然无恙。
你说这浪涌是不是挺神奇的？它来无影去无踪，可破坏力却不小。
咱可得重视起来，给咱的电器都好好保护起来，不然等它们出了问题，咱可就得心疼啦！浪涌工作原理其实并不复杂，但它的影响却很大。
咱在生活中可得多留个心眼儿，别让浪涌给咱找麻烦。
你想想，要是正看着喜欢的电视剧呢，突然电视坏了，那得多扫兴啊！所以啊，了解浪涌工作原理，做好防护措施，这可是很重要的哦！这不光是为了保护咱的电器，也是为了让咱的生活更加顺畅、舒心呀！你说是不是这个理儿呢？。
SURGE浪涌原理及整改(EMC)
目录 一、浪涌介绍 二、GB/T 17626.5-2008相关规定 三、YY0505相关规定
一、浪涌介绍
概述 浪涌也被称为瞬态过电压，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波 动，在电路中通常持续约 1us。220V 电路系统中持续瞬间（1us数量 级）的 5000~10000V 的电压波动，即为浪涌或瞬态过电压。持续时 间极短而幅值极大的电流波动，为瞬态电流冲击。开关操作和雷击浪 涌会在配电线路中引起瞬态过电压（流）。
低频能量可以通过硅二极管、压敏电阻、接地和控制环路面积进行消除； 而高频能量则可以通过滤波和屏蔽技术控制。
浪涌抑制
低压交流电源线上的浪涌是与过电压有联系的，但又不等同于过电压，因为浪涌 既包括电压的瞬变又包括电流的瞬变。同理，浪涌抑制也不等同于过电压保护。过电 压保护的目的是保障线路和电气设备绝缘完好，而浪涌抑制则是低压系统和电子设备 可靠运行及电磁兼容的保障。
a)在制造商、委托方或购买方规定的限制内性能正常； b)功能或性能暂时丧失或降低，但在骚扰停止后能自行恢复，不需要操作者干预； c)功能或性能暂时丧失或降低，但需操作者干预才能恢复； d)因设备硬件或软件损坏，或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
三、YY0505相关规定
36.202.1j：符合性准则 在36.202规定的试验条件下，Biblioteka 备或系统应能提供基本性能并保持安全，
浪涌抑制器的分类大致如下： （ 1）限幅型 氧化锌压敏电阻具有较高电能吸收能力和纳秒级响应时间； （ 2）开关型 主要指气体放电管，它响应较慢，瞬态的发生可能快于它的响应时间； （ 3）混合型 这主要是指金属氧化物压敏电阻（ MOV）与开关管的联合使用；
电磁兼容EMC测试：浪涌SURGE(surge test)共模、差模测试方法
电磁兼容EMC测试：浪涌SURGE(surge test)共模、差模测试方法浪涌是现实世界中的日常事件，可能对电子设备产生重大负面影响，这些影响包括数据损坏，设备永久性损坏以及在某些情况下甚至火灾。
可能由于各种原因而发生浪涌，但常见的电涌原因是：1.电器的电气开关，如冰箱，加热器和空调2.接线错误和短路3.雷击市场上有许多组件和设备旨在保护设备免受沿电源线或信号线发生的电涌。
这些设备统称为浪涌保护设备（或浪涌抑制器/放电器），旨在通过阻断或短路接地任何高于安全阈值的不需要的电压来限制提供给电气设备的电压。
这被称为钳位电压，但在为您的产品选择电涌保护器件时，这不是唯一要考虑的特性。
钳位/触发电压这指定了什么尖峰电压将导致电涌保护器内的保护元件从受保护的线路转移不需要的能量。
较低的钳位电压可以提供保护，但有时可以缩短器件的预期寿命。
大连续工作电压（MCOV）这是可以在电涌保护器的端子之间连续施加的大RMS电压。
大额定电压顾名思义，这是指浪涌保护装置在完全发生故障之前可以承受的绝对大电压尖峰，许多不同的电涌保护装置在上述特征方面不同，因此更适合于某些应用。
以下是一些较常见的电涌保护装置的简要说明。
瞬态电压抑制二极管（TVS）或Trans orb瞬态电压抑制二极管也是已知的硅雪崩二极管（SAD）。
它们是一种可以限制电压尖峰的齐纳二极管。
TVS二极管具有快速限制作用但具有相对低的能量吸收能力，因此更常用于高速但低功率电路（例如数据通信）。
如果脉冲保持在器件的额定值范围内，则瞬态抑制二极管的预期寿命非常长。
金属氧化物压敏电阻（MOV）金属氧化物变阻器本质上是可变电阻器。
当MOV高于其额定电压（通常是正常电路电压的3到4倍）时，MOV可以传导大电流。
MOV具有有限的预期寿命，并且在暴露出大的瞬态或许多较小的瞬态时会降低。
当发生退化时，金属氧化物变阻器的触发电压继续下降。
MOV通常与热熔丝串联连接，以便在发生灾难性故障之前熔断器断开。
浪涌抗扰度(Surge)测试资料
浪涌抗扰度(S u r g e)测试1) “´”可以是高于、低于或在其它等级之间的等级。
该等级可以在产品标准中规定。
1.试验等级应根据安装情况，安装类别如下：0类:保护良好的电气环境，常常在一间专用房间内。
所有引入电缆都有过电压保护（第一级和第二级）。
各电子设备单元由设计良好的接地系统相互连接，并且该接地系统根本不会受到电力设备或雷电的影响电子设备有专用电源（见表A1）浪涌电压不能超过25V。
1类：有部分保护的电气环境所有引入室内的电缆都有过电压保护（第一级）。
各设备由地线网络相互良好连接，并且该地线网络不会受电力设备或雷电的影响。
电子设备有与其他设备完全隔离的电源。
开关操作在室内能产生干扰电压。
浪涌电压不能超过500V。
2类:电缆隔离良好，甚至短走线也隔离良好的电气环境。
设备组通过单独的地线接至电力设备的接地系统上，该接地系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
电子设备的电源主要靠专门的变压器来与其他线路隔离。
本类设备组中存在无保护线路，但这些线路隔离良好，且数量受到限制。
浪涌电压不能超过1kV。
3类：电源电缆和信号电缆平行敷设的电气环境。
设备组通过电力设备的公共接地系统接地该接地。
系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
在电力设施内，由接地故障、开关操作和雷击而引起的电流会在接地系统中产生幅值较高的干扰电压。
受保护的电子设备和灵敏度较差的电气设备被接到同一电源网络。
互连电缆可以有一部分在户外但紧靠接地网。
设备组中有未被抑制的感性负载，并且通常对不同的现场电缆没有采取隔离。
浪涌电压不能超过2kV。
4类：互连线作为户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气线路的电气环境设备组接到电力设备的接地系统，该接地系统容易遭受由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
在电力设施内，由接地故障、开关操作和雷电产生的几千安级电流在接地系统中会产生幅值较高的干扰电压。
电子设备和电气设备可能使用同一电源网络。
浪涌抗扰度(Surge)测试.doc
浪涌抗扰度(Surge)测试.浪涌(冲击)抗扰度(Surge)1.浪涌（冲击）抗扰度试验1.1概述浪涌抗扰度试验所依据的国际标准是IEC61000-4-5:2005，对应国家标准是GB/T17626.2:200X《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》。
浪涌（冲击）抗扰度试验就是模拟带来的干扰影响，但需要指出的是，考核设备电磁兼容性能的浪涌抗扰度试验不同于考核设备高压绝缘能力的耐压试验，前者仅仅是模拟间接雷击的影响（直接的雷击设备通常都无法承受）。
1.2浪涌（冲击）抗扰度试验目的本标准的目的是建立一个共同的基准，以评价电气和电子设备在遭受浪涌(冲击)时的性能。
本标准规定了一个一致的试验方法，以评定设备或系统对规定现象的抗扰度。
1.3浪涌（冲击）抗扰度试验应用场合本标准适用于电子电气设备，但并不针对特定的设备或系统，具有基础EMC电磁兼容出版物的地位。
2.术语和定义2.1 浪涌（冲击）沿线路传送的电流电压或功率的瞬态波，其特性是先快速上升后缓慢下降。
2.2 组合波信号发生器能产生 1.2/50μs开路电压波形、8/20μs 短路电流波形或10/700μs开路电压波形、5/320μs短路电流波形的信号发生器。
2.3 耦合网络将能量从一个电路传送到另一个电路的电路。
2.4 去耦网络用于防止施加到上的浪涌冲击影响其他不作试验的装置设备或系统的电路。
2.5（浪涌发生器的）等效输出阻抗开路电压峰值与短路电流峰值的比值。
2.6 对称线差模到共模转换损耗大于20dB的平衡对线。
3.试验等级及选择优先选择的试验等级范围如表1所示。
表1试验等级等级开路试验电压（±10%）kV10.521.032.044.0´1)特殊1)“´”可以是高于、低于或在其它等级之间的等级。
该等级可以在产品标准中规定。
1.试验等级应根据安装情况，安装类别如下：0类:保护良好的电气环境，常常在一间专用房间内。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浪涌抑制
低压交流电源线上的浪涌是与过电压有联系的，但又不等同于过电压，因为浪涌 既包括电压的瞬变又包括电流的瞬变。同理，浪涌抑制也不等同于过电压保护。过电 压保护的目的是保障线路和电气设备绝缘完好，而浪涌抑制则是低压系统和电子设备 可靠运行及电磁兼容的保障。
浪涌（冲击）抗扰度试验 Surge Immunity Test
目录 一、浪涌介绍 二、GB/T 17626.5-2008相关规定 三、YY0505相关规定
一、浪涌介绍
概述 浪涌也被称为瞬态过电压，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波 动，在电路中通常持续约 1us。220V 电路系统中持续瞬间（1us数量 级）的 5000~10000V 的电压波动，即为浪涌或瞬态过电压。持续时 间极短而幅值极大的电流波动，为瞬态电流冲击。开关操作和雷击浪 涌会在配电线路中引起瞬态过电压（流）。
浪涌的来源 对于低压系统来说浪涌来自两个方面，即外部浪涌和内部浪涌。 外部的浪涌最主要的来源是雷电，它可以是通过电源线传导的，也
可能是在电源线上感应而产生的；外部浪涌的另一个来源是公用电网开 关操作在电力线上产生的过电压。
内部浪涌是指入户配电盘以下的用电设备产生的浪涌。低压电源线 上 88％的浪涌产生于建筑物内部的设备，诸如来自空调机、空气压缩机、 电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的浪涌。
不允许下列与基本性能和安全有关的性能降低：
1）器件故障； 2）可编程参数的改变； 3）工程默认值的复位（制造商的预设值）； 4）运行模式的改变； 5）虚假报警； 6）任何预期运行的终止或中断，即使伴有报警； 7）任何非预期运行的产生，包括非预期或非受控的动作，即使伴有报警； 8）显示数值的误差大道足以影响诊断或治疗； 9）会干扰诊断、治疗或监护的波形噪声； 10）会干扰诊断、治疗或监护的图像伪影或失真； 11）自动诊断或治疗设备和系统在进行诊断或治疗时失效，即使伴有报警。 对于多功能的设备和系统，本准则适用于每种功能、参数和通道。
a)在制造商、委托方或购买方规定的限制内性能正常； b)功能或性能暂时丧失或降低，但在骚扰停止后能自行恢复，不需要操作者干预； c)功能或性能暂时丧失或降低，但需操作者干预才能恢复； d)因设备硬件或软件损坏，或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
三、YY0505相关规定
36.202.1j：符合性准则 在36.202规定的试验条件下，设备或系统应能提供基本性能并保持安全，
波形分析
根据 IEC 标准，对于 8/20µs 的雷电电压、电流联合波形，其函数表示为：
式中 I(t)表示电流； Ip为电流峰值； t 为时间。 对于 1.2/50µs 波形，其函数描述为：
式中 V(t)为雷电电压； Vp是电压峰值。 操作浪涌呈现得是衰减的振荡波，如对于 IEC标准规定 0.5µs， 100kHz 振荡波和 5kHz 振荡波，它们一般用下式代表：
二、GB/T 17626.5-2008相关规定
试ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等级：
试验等级应根据安装情况来选择；安装类别在B.3中给出。 所有较低试验等级的电压应得到满足（见8.2）。 对不同界面的试验等级的选择见附录A。
试验结果的评价
试验结果应依据受试设备在试验中的功能丧失或性能降低现象进行分类， 相关的性能水平由设备的制造商或需要方确定，或由产品的制造商和购买方 双方协商同意。推荐按如下要求分类：
设备和系统可以出现不影响基本性能和安全的性能降低。
谢 谢！ Thank you!
知识回顾 Knowledge Review
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
式中
显 然 ，第 一 拐点频率由波长指数决定， 第二拐点频率由波前指数决定。对公式(4)、 (5)、 (6)、 (7) 利用 MATLAB软件可分别计算出几种典型浪涌波的幅值频谱，结果如下图所示。
从幅值频谱图可以看出，浪涌波形的波前时间越短，则其所包含的频带 越宽，频率越高。幅值频谱分析表明许多浪涌呈现低频特征，即主要能量集 中在频率较低的频段。但是由于非常低的能量就会引起集成电路的状态混乱 或损坏，因此在浪涌波形中所含的高频能量即使比例较小也足以影响半导体 电路的正常运行。事实上采用集成电路技术的电子设备的损害或误动大多都 是由于浪涌能量造成的。通常认为集成电路装置的受损能量级为 100mJ。
浪涌抑制器的分类大致如下： （ 1）限幅型 氧化锌压敏电阻具有较高电能吸收能力和纳秒级响应时间； （ 2）开关型 主要指气体放电管，它响应较慢，瞬态的发生可能快于它的响应时间； （ 3）混合型 这主要是指金属氧化物压敏电阻（ MOV）与开关管的联合使用；
浪涌抑制的原理
常用的浪涌抑制器件为气体放电管、氧化锌压敏电阻、瞬态电压抑制器、 硅二极管等。它们的工作原理不同，但有相似的伏安特性，即两端电压低于规 定电压时，通过电流很小，而当两端电压高于规定电压后，通过电流会呈指数 规律增长。这一伏安特性使其能同时满足浪涌抑制泻流和限幅的要求，因而也 就成为浪涌抑制的主导器件。尤其是氧化锌压敏电阻，不仅限幅电压可以很低， 导通电流也可以很大，价格又便宜，已经成为工程师首选的浪涌抑制器件。
式(1)~(3)中描述的不同形状 的标准浪涌的补偿系数 k、 波前系数τ1和波长系数τ2 在表 1 中给出
浪涌波形的频谱分析
对 8/20µs 联合波形即式(1)进行傅立叶变换，得出其幅值频谱公式： 对于ω = 0 ，则有 对公式(2)进行傅立叶变换，得出其幅值频谱公式为：
当ω = 0时电压幅值为： 同样可以决定幅值频谱的第一拐点和第二拐点频率为：