防雷开关电源电路的设计方案
一种防雷击浪涌的开关电源电路设计
一种防雷击浪涌的开关电源电路设计防雷击和浪涌是电路设计中必须要考虑的重要因素，它们可以对电气设备和电子元件造成严重的损害。
下面将介绍一种针对防雷击和浪涌的开关电源电路设计。
开关电源是一种将交流电转换为稳定输出直流电的电源。
在设计开关电源时，需要考虑输入端的防雷击和浪涌保护。
防雷击保护主要考虑雷电产生的高压瞬态脉冲对电路带来的损害。
为了降低这种损害，可以采用以下措施：1.使用射频滤波器：在输入端加入适当的射频滤波器可以减少高频噪声和干扰。
这些滤波器可以阻止雷击电流进入电路，保护负载电路免受雷击的影响。
2.使用整流器和大容量电容：在输入端加入整流器和大容量电容可以对电路进行平滑滤波，减少电路中的纹波电流。
这可以保护电路免受雷击电流的影响。
3.使用继电器：在输入端加入一个继电器可以在雷击发生时隔离电路。
当雷击产生时，继电器可以迅速切断电源电路，保护电路免受雷击的影响。
在设计开关电源时，浪涌保护也是一个重要的考虑因素。
浪涌是指短时间内大电流脉冲通过电路。
为了防止浪涌对电路造成的损害，可以采取以下措施：1.使用过电压保护器：过电压保护器可以检测并限制过电压的电流。
当浪涌电流超过设定值时，过电压保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。
2.使用过流保护器：过流保护器可以检测并限制过大的电流。
当浪涌电流超过设定值时，过流保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。
3.使用TVS二极管：TVS二极管可作为浪涌保护器，可以在系统发生浪涌时迅速反应并引导过电流。
TVS二极管用作浪涌保护器时，在未触发时表现为开路状态，当瞬态电压超过其额定电压时，TVS二极管将变为低阻抗状态，并通过引导大电流来保护电路。
综上所述，防雷击浪涌保护开关电源电路设计需要综合考虑多个因素，包括射频滤波器、整流器和大容量电容、继电器、过电压保护器、过流保护器和TVS二极管等。
这些措施可以有效地保护电路免受雷击和浪涌的影响。
文山总电源防雷方案
文山总电源防雷方案1. 引言在电网供电和电力设备运行过程中，由于气象和电力设备的自身原因，很容易受到雷击等高能电磁脉冲的影响，这可能对电力设备的正常运行和人身安全产生严重影响。
为了解决这一问题，需要制定一套完善的电源防雷方案，提供可靠的电力保护措施。
本文将介绍一个文山地区的总电源防雷方案，以确保电力设备的安全运行。
2. 方案设计2.1 环境分析根据文山地区的气候特点和雷电活动频率，本方案将保证电源系统的可靠性和稳定性，采取预防雷电影响的措施。
2.2 单体保护2.2.1 避雷针在建筑物屋顶安装避雷针能够有效地引导和释放雷电势，并将其传导到地下。
避雷针应由铜质材料制成，并通过内部引线与接地电阻器连接。
2.2.2 避雷网在建筑物周围设置避雷网以进一步防止雷击。
避雷网应由导电材料制成，并与建筑物的金属接地系统连接，以确保雷电能够安全导入地下。
2.2.3 终端保护器在电源系统的入口处安装终端保护器，主要用于限制雷电冲击，并将其传递到地线。
终端保护器应具备合适的高能电磁脉冲承受能力和快速反应的特性。
2.3 整体保护2.3.1 防雷接地系统为了确保整个电源系统的安全运行，需要进行可靠的接地设计。
防雷接地系统应采用至少两个地埋电极，并与建筑物的导体相连，以实现电源设备的电气连接，并为其提供一个低阻抗路径。
2.3.2 防雷保护器在主电源输入处安装防雷保护器，用于过滤雷电干扰和过电压。
防雷保护器应配备过电压保护器和高能电磁脉冲吸收器，以确保电力设备免受雷击和电磁脉冲的影响。
2.3.3 UPS电源为了提供可靠的备用电源，以防电力系统瞬间宕机，需要安装UPS电源系统。
UPS电源系统能够在电网供电中断时提供稳定的电力，并为电源设备提供持续供电，以确保设备的正常运行。
3. 实施步骤3.1 负责人指定指定专人负责整个防雷方案的实施和维护。
3.2 安装避雷针和避雷网根据建筑物结构和布局，在适当的位置安装避雷针和避雷网。
3.3 安装终端保护器在电源系统的入口处安装终端保护器，并确保连接正确。
电源防雷设计方案
电源防雷设计方案1. 引言随着电子设备的普及和人们对电力质量的要求不断提高，电源系统防雷设计变得至关重要。
雷电活动是一种常见的自然现象，如果不采取必要的防护措施，雷电可能导致电源系统的故障、设备损坏甚至人员伤亡。
因此，本文将介绍电源防雷的基本原理和一些常用的防雷设计方案。
2. 防雷基本原理在开始讨论电源防雷设计方案之前，我们首先需要了解一些基本的防雷原理。
2.1 雷电与电源系统的影响雷电是由云层之间以及云层与地面之间的电荷不平衡所引起的自然现象。
当雷电直接击中地面或附近的物体时，其能量会迅速传递到接地系统。
这种瞬间高能量的传导会对电源系统产生不利的影响，如电压暂降、电流过载、电磁干扰等。
2.2 防雷原理电源系统的防雷设计的基本原理是通过合理的接地和引流设计，将雷电产生的能量引导到地下，从而保护电源系统及其设备免受雷电的损害。
主要的防雷原理如下：•接地保护：通过合理设计和布局地下接地系统，将雷电流通过低阻抗路径引入地下，从而保护电源系统的设备和用户不受雷电伤害。
•引流保护：合理布置可靠的引流设施，如接闪器、避雷针等，在雷电来临时将其带电部分接地，通过引线和引流电阻将雷电能量稳定地导入地下。
3. 电源防雷设计方案根据防雷原理，我们可以采取多种方式来设计电源系统的防雷方案。
以下是几种常用的设计方案：3.1 设备接地设备接地是电源系统防雷设计中的首要步骤。
合理的设备接地可以有效降低雷电冲击电压并将雷电能量引入地下。
以下是设备接地的一些建议：•选择合适的接地点：接地点应远离高压电缆、电源轨道等可能引发雷电的设备。
地下水位较低、土壤湿度适中、导电性好的地方是理想的接地点，如大型金属材料埋入地下。
•接地电阻控制：接地电阻应尽量低，通常要求小于10欧姆，以确保良好的接地效果。
•接地导线选择：接地导线应选用电阻性能好、耐腐蚀的铜排或铜扁线，以减少接地电阻和维护成本。
3.2 引流设计引流设计通过合理布置引流设施，将雷电能量稳定地引入地下。
机房电源防雷系统设计方案
机房电源防雷系统设计方案一、机房电源雷电浪涌的形成及破坏形式分析随着现代科学技术的发展，特别是通信技术、计算机技术、网络技术的飞速发展，通讯设备（程控交换机、广播电视发送机、微波中继设备等）和数据处理系统、工民用电器设备等电子设备内部的电子元件已高度集成化，多层、超规模的集成芯片、电路板的广泛使用，使这类设备的耐过压、耐过电流的能力明显下降，从而导致该类设备极易遭受到雷电、瞬间过电压或过电流的危害，大型的信息网络，特别是数据信息、图像网络更为大量的各种干扰而影响。
因此，防雷抗浪涌保护系统，已成为各种现代化的政府、商用、民用项目必不可少的设计、使用项目。
中国公安部、中国气象局均以法规的形式明确规定高层建筑、石油化工、通信、医疗、广播电视设备、计算机网络系统、金融、保险、交通管理系统等必须根据国家有关规定安装防雷抗浪涌保护设施。
2002年8月4日，四川省广播电影电视局再次发文：广电部门必须做好防雷电工作。
足见防雷抗浪涌保护设施对现代化设备及人们生活和工作的重要性。
1、雷电的形成及产生的破坏作用众所周知，雷电（云地闪），是由空中带电的云块向大地放电而形成的。
闪电不断地向地面跃进时发展并产生一个高度电离的通道，一但到达地面，就产生真正的闪电或者回击,在云地之间通过电离通道泄放它巨大的能量。
一次云地闪由若干次单独的闪电组成，每次闪电都携带若干幅值很高、持续时间很短的电流，其持续时间一般小于100微秒。
A、直接影响（直击雷）B、雷电在放电的瞬间，会顺序产生若干股峰值在几十千安甚至几百千安的脉冲电流，能量非常巨大，任何物体被直接击中，其后果都是不堪设想的；B、间接影响可分为以下几点：a：对架空线的冲击包括通信线及供电线，由于这些线一般是暴露在外的，它们很可能被闪电直接击中，冲击电压波会以行波速度沿着导线向与其连接的设备装臵前行，这会导致供电或通信网络局部或全部瘫痪和设备损坏。
b：静电场带电的云块可引起周边的静电场上升（高达50千伏/米），从而导致接近云块处的架空电线中电势上升或者空气中的小火花产生非常快速的电磁脉冲，而这种脉冲会干扰当地的电子设备而导致损害；c：地电位上升传导到地面上的闪电电流使地电位上升，过电压会通过地面向四处扩散，因而影响所有周围地区的电子系统而导致损害；d：电磁辐射，闪电的下行先导可以被看成是几公里高处的带有几十千安培的脉冲电流的天线，它产生强大的电磁场，这个强大的电磁场会使附近的线路和设备产生感应高电压与高电流，从而产生对设备的强大的过电压或过电流冲击。
电源口防雷电路设计
电源口防雷电路的设计需要注意的因素较多，有如下几方面：1、防雷电路的设计应满足规定的防护等级要求，且防雷电路的残压水平应能够保护后级电路免受损坏。
2、在遇到雷电暂态过电压作用时，保护装置应具有足够快的动作响应速度，即能尽早的动作限压和旁路泄流。
3、防雷电路加在馈电线路上，不应影响设备的正常馈电。
例如，采用串联式电源防雷电路时，防雷电路应可通过设备满负荷工作时的电流并有一定的裕量。
4、防护电路在系统的最高工作电压时不应动作。
通常在交流回路中，防护电路的动作电压是交流工作电压有效值的2.2~2.5倍，在直流回路中，防护电路的动作电压是直流额定工作电压的1.8~2倍。
5、防雷电路加在馈电线路上，不应给设备的安全运行带来隐患。
例如，应避免由于电路设计不当而使防雷电路存在着火等安全隐患。
6、在整个馈电通路上存在多级防雷电路时，应注意各级防雷电路间有良好的配合关系，不应出现后级防雷电路遭到雷击损坏而前级防雷电路完好的情况。
7、防雷电路应具有损坏告警、遥信、热容和过流保护功能，并具有可替换性。
下面分别给出交流电源口和直流电源口的防雷电路设计指导。
一、交流电源口防雷电路设计1、交流电源口防雷电路交流电源口防雷电路上图是一个两级的交流电源口防护电路：a、Gl和G2为气体放电管2、Rvz1~Rvz6为压敏电阻3、Fl和F2为空气开关4、F3和F4为保险5、Ll和L2是退耦电感。
电路原理简述如下：第1级防雷电路为具有共模和差模保护的电路，差模保护采用的压敏电阻。
共模保护采用压敏电阻和气体放电管串联。
第1级防雷电路的通流能力较高，通常在几十kA(8∕20us)。
第1级防雷电路宜选用空气开关做短路过流故障的保护器件。
第2级防雷电路的形式与第1级相同，合理设计第1级电路和第2级电路间的电感值，可以使大部分的雷电流通过第1级防雷电路泄放，第2级电路只泄放少部分雷电流，这样就可以通过第2级电路将防雷器的输出残压进一步降低以达到保护后级设备的目的。
低压配电系统防雷设计方案
低压配电系统防雷设计方案
1.保护接地系统设计
（1）选择合适的接地方式，可以采用直接接地或间接接地（通过接
地电阻）；
（2）合理选择接地电阻值，保证接地电阻能够满足系统的需求；
（3）合理布置接地电极，使电极之间的间距均匀、接地电极与外界
金属构件之间的距离应足够小；
（4）定期检测接地系统的接地电阻，确保其良好接地。
2.防雷装置设置
（1）合理选择防雷装置的位置和数量，安装在建筑物或设备的顶部，能够有效地吸引和引导雷电；
（2）防雷装置与接地系统的连接必须良好，确保雷电能够迅速地引
入地下；
（3）避雷网的网格尺寸应小于雷电火花通径，避免雷电绕过避雷网；
（4）避雷器的安装位置应考虑到系统的可靠性和使用便捷性。
3.电源及线路设计
（1）电源的选择应具有良好的防雷保护能力，如带有雷电冲击保护
装置的电源；
（2）电缆线路的敷设应考虑到雷电的影响，避免与雷电接触，可以
采取地下敷设或缆槽保护等措施；
（3）对于需要穿越建筑物外墙的电缆线路，应设置绝缘盖板，避免雷电通过电缆侵入建筑物内部。
4.防雷维护和检测
（1）定期检测接地系统的接地电阻，保证其在合理范围内；
（2）定期检测防雷装置的连接情况和工作状态，及时修理或更换损坏的设备；
（3）定期检测电源及线路的绝缘状况，确保其符合要求；
（4）定期进行雷电监测，及时了解雷电活动的情况，以便采取必要的防护措施。
综上所述，低压配电系统的防雷设计方案包括保护接地系统设计、防雷装置设置、电源及线路设计以及防雷维护和检测等多个方面，通过合理的设计和维护，可以有效地保护低压配电系统免受雷电的影响，确保系统的安全运行。
防雷电路设计_精
1、交流电源防雷电路采用复合对称电路，共模、差模全保护，L、N可以随便接，正常工作时无漏电流。
①压敏电阻RV1短路失效后易引起火灾，可在每个压敏电阻串接陶瓷气体放电管、温度保险管，最好串联工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火；②选压敏电压高一点的更安全、耐用，故障率低，但残压略高；根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式，或采用几个压敏电阻并联（压敏电压相近）③陶瓷气体放电管失效模式大多为开路，不易引起火灾，当两者同时短路时亦会有危险；根据要求的通流容量选择，气体放电管和压敏电阻都必须按照冲击10次以上的降额值计算通流容量（压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右，气体放电管为最大通流容量的一半左右）。
④温度保险管应与压敏电阻有良好的热耦合，一般采用130℃～135℃、10A/250V的；⑤玻璃放电管可代替陶瓷气体放电管（当要求的通流容量≤3KA时）⑥输出电流较大时，要在线上串联自恢复保险丝PTC单向与三相串联式交流电源：2、直流电源防雷电路（-48V、24V、110V）3、信号线路防雷电路①、R2金属氧化膜电阻（2W-4.3～5.1Ω），也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻（如：R1自恢复保险丝：LP60-010/030，LB180（U））；②陶瓷气体放电管、TVS 管、半导体过压保护器（只适用于电路中没有连续直流电压的场合）的直流击穿电压根据信号电压幅度选择；③本电路适用于传输高频/高速信号（最高频率可达20MHZ）。
采用低电容TVS 管或半导体过压保护器。
传输频率/速率≥10MHz，Cj≤60pF；传输频率/速率≥100MHz，Cj≤20pF；4、天溃防雷①保护效果很好，残压低，可以同时传送电源，适用于天线带放大器或不带放大器的场合。
②腔体和输入、输出接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。
在户外使用时，腔体、接头和盖板都必须设计成防水的。
③陶瓷气体放电管一般选用通流容量20kA、直流击穿电压90V的，压敏电阻一般选用20D100K型；TVS管击穿电压根据传输直流电压或交流电压峰值选取（VBRmin≥1.2UDC或VBRmin≥1.2Up）。
信号电源防雷设计方案
信号电源防雷设计是为了保护信号电源设备免受雷击和电气干扰的影响，确保其稳定可靠地工作。
以下是一些常见的信号电源防雷设计方案：
1. 接地保护：良好的接地系统是信号电源防雷的基础。
确保设备接地良好、接地电阻低，能有效地将雷击电流引入地下，减小对设备的影响。
2. 避雷器保护：在信号电源的输入端或输出端安装合适的避雷器，能够吸收雷击电流和过电压，保护设备免受雷击损害。
常用的避雷器包括气体放电管、金属氧化物压敏电阻器等。
3. 防雷接地网：在信号电源周围建设防雷接地网，通过埋设导体和接地装置，形成一个低阻抗的导电路径，将雷击电流迅速引入地下，保护设备不受雷击损害。
4. 隔离保护：在信号电源输入端和输出端设置隔离装置，如光电隔离器或隔离变压器等。
这样可以实现输入和输出之间的电气隔离，防止雷击和电气干扰传递到设备中。
5. 线路保护：对信号电源的输入线路和输出线路进行合理的布线和保护。
采用合适的屏蔽线缆、防雷管、终端阻抗匹配等措施，减小外界电磁干扰和雷电干扰对信号电源的影响。
6. 系统监测：建立信号电源的监测系统，能够实时监测设备的工作状态、电气参数和故障信息。
在雷电活动频繁的地区，可以采用雷电流监测装置，及时掌握雷电活动情况，提前采取保护措施。
以上是一些常见的信号电源防雷设计方案。
在实际应用中，应根据具体情况综合考虑，结合相关标准和规范进行设计，确保信号电源在雷电环境中的安全运行。
建议在设计过程中寻求专业电气工程师或防雷专家的指导和建议。
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一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。
特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。
瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。
金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。
如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。
雷击浪涌分析
防雷击浪涌电路的设计
解决方案：
应用将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联
使用线绕电阻断开电路
雷击浪涌分析
最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。
一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论：
1、电源浪涌
电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。
当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。
美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。
这样的浪涌电压完全有可能一次性将电子设备损坏。
2、信号系统浪涌
信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。
金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。
排除这些干扰将会改善网络的传输状况。
基于以上的技术缺陷和状况，本文根据实际使用设计了一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌的开关电源电路。
防雷击浪涌电路的设计
本文所设计的是一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路，并将其应用到仪表的开关电源上。
整个电路包括防雷电路和开关电源电路，其中防雷电路采用3个压敏电阻和一个陶瓷气体放电管组成复合式对称电路，共模、差摸全保护。
与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路，采用压敏电阻并联，延长使用寿命，在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离，不
会引起失火。
为了实现上述目的所采取的设计方案是：将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路应用到仪表的电源上。
主要分为防雷电路部分和开关电源电路部分，电路简单，采用复合式对称电路，共模、差摸全保护，可以不分L、N端连接。
使压敏电阻RV1位于贴片整流模块前端分别与电源L、N并联，主要来钳位L、N线间电压，压敏电阻RV0、RV2与陶瓷气体放电管FD1串联后接地，RV0与FD1串联主要是泄放L线上感应雷击浪涌电流，RV2与FD1串联主要是泄放由信号口串人24V参考电位上的能量，RV0、RV2短路失效后，FD1可将其与电源电路分离，不会导致失火现象。
RV1前端线路上串联了一个线绕电阻，当此RV1短路失效时，线绕电阻可起到保险丝的作用，将短路电路断开，压敏电阻属电压钳位型保护器件，其钳位电压点即压敏电阻参数选择相对比较重要(选压敏电压高一点的，通流量大一些的更安全、耐用，故障率低)；根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式，本电路中采用561k－10D的压敏电阻与陶瓷气体放电管串联来延长使用寿命和确保安全。
陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择，电路采用3RM470L －7．5－L，通流量为5000A。
线绕电阻R1起限流分压作用；贴片整流模块为开关电源电路前端整流作用，C1为高压滤波电容，Y1为去耦电容，电阻R2和电容C2及VD2组成开关电源芯片MOS管的吸收钳位电路，保护芯片，开关电源芯片采用PI公司的TNY27系列，TR1为高频变压器，VD3、C3构成高频变压器次级滤波，U2、VD4、R3、R4、R5构成开关电源电路的反馈电路，可将变压器次级输出电压稳定在设计值，此防雷抗浪涌电路在实际使用中取得了较好的效果。
基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单项并联式防雷电路在近年的太阳能控制仪表开发中逐渐被广大设计人员所青睐，本文所设计的电路就其严谨性，完全符合国标GB／T17626．5的试验标准。
在实际使用中可以空出PCB板的空间来为开发者提供随心所欲的设计舞台。
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