原創 金工電磁

一、背景

通信線路或者電源線路通常會鋪設到戶外，一旦線路鋪到戶外后，就需要考慮防雷的問題了。戶外的防雷電路一般需要采用多階防護電路才能防住感應雷。那怎么來設計一套優秀的多級防雷電路呢，其中設計的關鍵點在哪里呢？

本文通過DC110V接口保護電路的設計，講解二級防雷電路中退耦電感的選型。

二、設計方案

二級浪涌防護電路的設計需要綜合考慮防護等級、響應速度、通流能力及與前后級電路的配合。以下是詳細的設計步驟和關鍵要點：

第一級（粗保護）??

· ?氣體放電管（GDT）?或壓敏電阻（MOV）?

特點：高通流（10kA以上）、高殘壓（數百伏）、慢響應（μs級）。

?第二級（精細保護）??

· ?TVS二極管??

特點：響應快（ns級），但通流較小（如1kA），選型需注意鉗位電壓。

防護器件的選擇相對來講比較直觀，器件廠家會提供器件的額定工作電壓、擊穿電壓、嵌位電壓等參數，甚至部分器件廠家還能提供1.2/50us或10/700us的器件實測波形。在整個防護電路中我們要估算的是保險絲的浪涌通流能力和退耦電感的感值。今天教大家如何去估算退耦電感的感值。

如下是DC110V的浪涌差模防護示意圖1

圖1DC110V二級防護電路

要想知道選用多大電感分兩步計算：

1、計算退耦電感需要承受的瞬時脈沖電壓

V3=V1-V2

這里要注意V1為第一級的防護器件擊穿電壓，V2為第二級防護器件的嵌位電壓；

2、計算電感值

di為經過退耦電感的瞬時脈沖電流，dt為脈沖上升沿時間；

三、舉例

如上圖1電路，浪涌差模2KV，8/20us波形，2歐姆內阻；

那么浪涌總電流接近1000A；

如：壓敏電阻選型：壓敏電壓180V

TVS：嵌位電壓140V，電流35A

那么V3=V1-V2=180V-140V=40V

所以這里退耦電感的感至少要選擇9.1uH以上，可以滿足前后級防護電路的匹配。

當然，后級DCDC開關電源及電容也會吸收一部分的浪涌電流。

退耦電感的感值計算大家學會了嗎！

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審核編輯 黃宇