如果你有幸認(rèn)識(shí)一個(gè)電子工程師朋友，那么你肯定知道，他們的工作除了測(cè)試還是測(cè)試，這個(gè)測(cè)試可能是測(cè)試電路保護(hù)器件的產(chǎn)品性能參數(shù)，也可能是測(cè)試產(chǎn)品是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但更多的是為客戶進(jìn)行防護(hù)方案的測(cè)試，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析來(lái)優(yōu)化防護(hù)方案，提高其安全可靠性。在電路保護(hù)解決方案中，雷擊浪涌防護(hù)是電子工程師尤為關(guān)注的一個(gè)防護(hù)重點(diǎn)，本篇五條金律將教您輕松搞定設(shè)計(jì)。

第一條、搞清楚雷擊浪涌的危害

浪涌是沿線路或電路傳送的電流、電壓或功率的瞬態(tài)波，其特征是先快速上升后緩慢下降。就通信線路和電力線路的浪涌危害來(lái)看，較為明顯的表現(xiàn)是系統(tǒng)暫停、死機(jī)、被損壞，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)事故，而看不見(jiàn)的危害則是線路內(nèi)部的性能下降、使用壽命減短、可靠性降低等影響。

第二條、理清雷擊浪涌防護(hù)方案的設(shè)計(jì)目的

常見(jiàn)的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時(shí)在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化(VLSI芯片)，從而造成設(shè)備耐壓、耐過(guò)電流的水平下降，對(duì)雷電(包括感應(yīng)雷及操作過(guò)電壓浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入。浪涌電壓可以從電源線或信號(hào)線等途徑竄入電腦設(shè)備，知道了雷擊浪涌的形成和雷擊浪涌對(duì)電腦設(shè)備以及其他電子/電力設(shè)備的損壞，雷擊浪涌防護(hù)電路設(shè)計(jì)要達(dá)到兩個(gè)目的：一是要將線路中感應(yīng)的雷擊浪涌電流泄放到大地，二是要使被保護(hù)設(shè)備端的浪涌電壓限制在允許的安全電壓以下。

第三條、熟悉雷擊浪涌防護(hù)器件的性能參數(shù)

電路保護(hù)器件作為被動(dòng)元件，一直默默的為各類(lèi)設(shè)備提供雷擊浪涌、過(guò)壓、過(guò)流等防護(hù)，確保主動(dòng)元件及整個(gè)電路、設(shè)備的使用安全。工程師都知道，只有選擇參數(shù)特性及防護(hù)等級(jí)合適的電路保護(hù)器件才能夠達(dá)到上述的保護(hù)目的，一旦選型不合理，不但不能起到保護(hù)電路的作用，甚至有可能會(huì)造成整個(gè)電路、設(shè)備的癱瘓。

雷擊浪涌防護(hù)中常用到的電路保護(hù)器件主要有開(kāi)關(guān)型防雷限壓器件、半導(dǎo)體放電管、玻璃放電管；鉗位型防雷限壓器件TVS瞬態(tài)抑制二極管、壓敏電阻、貼片壓敏電阻、ESD靜電放電二極管以及過(guò)流防護(hù)器件PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。在前面小碩有詳細(xì)提到過(guò)電路保護(hù)器件的作用及選型，本篇就不再贅述。

第四條、理論性的過(guò)一遍防護(hù)方案，預(yù)想防護(hù)方案效果

對(duì)于什么是“正常”和“異常”的運(yùn)行情況，我們需作出合理設(shè)想，例如，你無(wú)法選用一個(gè)在6A下動(dòng)作的過(guò)流保護(hù)器件，而期望你的設(shè)計(jì)在 5.99999A下正常運(yùn)作，這根本就沒(méi)有足夠的余量。如果你的設(shè)計(jì)在正常運(yùn)行情況下消耗6A電流，你必須選用一個(gè)在8A或更高電流下動(dòng)作的過(guò)流保護(hù)器件PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。不僅如此，你必須了解最大工作電壓、最高環(huán)境溫度，以及故障電壓、故障電流和故障持續(xù)時(shí)間，才能做出正確的選擇。

當(dāng)然，電子工程師們必須要清楚任：何保護(hù)是不可能做到100%的。如果你設(shè)計(jì)保護(hù)一個(gè)特定事件，但是總有可能發(fā)生一些更加嚴(yán)重的事件。例如，電信雷電規(guī)范所描述的危害比直接雷擊要輕微得多，要保護(hù)產(chǎn)品防止直接雷擊造成的危害是有可能的，但這樣做卻非常昂貴。

第五條、在產(chǎn)品研發(fā)前期就要優(yōu)先考慮電路保護(hù)

為確保市場(chǎng)中每一個(gè)成熟電子/電力產(chǎn)品設(shè)備的都具高安全可靠性，在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)就要規(guī)劃電路保護(hù)方案，雖然電路保護(hù)器件比過(guò)往小了許多，但是在PCB設(shè)計(jì)完成之后，如果沒(méi)有充足的空間就不可能添加電路保護(hù)器件。如果電子/電力產(chǎn)品設(shè)備在研發(fā)周期沒(méi)有及時(shí)考慮電路保護(hù)，而后期又因?yàn)镻CB板空間的問(wèn)題致使防護(hù)方案的實(shí)現(xiàn)無(wú)能，就相當(dāng)于沒(méi)有保護(hù)層，其雷擊浪涌防護(hù)能力基本為零，產(chǎn)品性能會(huì)持續(xù)下降、使用壽命減短、可靠性也逐步降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量及市場(chǎng)口碑，反之，在產(chǎn)品研發(fā)前期就積極的規(guī)劃了電路保護(hù)方案，并結(jié)合碩凱EMC實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行方案優(yōu)化，產(chǎn)品可靠性得到有效保障，產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)口碑自然也不會(huì)受到任何不利影響。

電子產(chǎn)品高性能和高可靠性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，使得開(kāi)發(fā)者對(duì)電路保護(hù)與電磁兼容設(shè)計(jì)技術(shù)的要求不斷提升。以上五條金律，除了能夠讓新手電子工程師輕松搞定雷擊浪涌防護(hù)方案設(shè)計(jì)，還可以有技巧性的應(yīng)用到其他類(lèi)型的防護(hù)方案設(shè)計(jì)及整改過(guò)程中，從而設(shè)計(jì)出色的防護(hù)方案，更好的為設(shè)備服務(wù)。致力于為各行各業(yè)產(chǎn)品提供專(zhuān)業(yè)的安全防護(hù)產(chǎn)品和解決方案。