什么是浪涌？

通常，電壓浪涌分為靜電放電（ESD）和非ESD浪涌。非ESD浪涌是雷擊、開關(guān)通／斷和斷電引起的。如圖1所示，它們比ESD時間長（持續(xù)幾毫秒），而且感應(yīng)能量大。雖然輸電線瞬態(tài)過壓也是一種浪涌，但不是本文討論的話題。非ESD浪涌包括直接雷電浪涌、感應(yīng)雷電浪涌和開關(guān)浪涌。直接雷電浪涌比較少見，但與其他浪涌相比，這種浪涌能量大，即使對電子器件采取防護措施，也難免損壞。

圖1：浪涌類型

01 直接雷電浪涌

顧名思義，直接雷電浪涌發(fā)生在雷電擊中建筑物的情況下，雷電電流經(jīng)過電子器件進入地面。直接雷擊產(chǎn)生的電流高達(dá)幾萬甚至幾十萬安培，足以摧毀雷電電流經(jīng)過的所有電子設(shè)備。為防止電子設(shè)備損壞，建筑物安裝避雷裝置很重要。

02 感應(yīng)雷電浪涌

電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)引起感應(yīng)雷電浪涌。

? 由于電磁感應(yīng)而引起的雷電浪涌

發(fā)生雷擊時，大量電流在雷雨云和地面之間流動。當(dāng)傳輸線附近發(fā)生雷擊時，這種電流產(chǎn)生強大電磁場，通過電磁感應(yīng)在傳輸線上形成電壓浪涌。這是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)雷電浪涌。（圖2）

圖2：電磁感應(yīng)浪涌

? 靜電感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)雷電浪涌

傳輸線帶電與雷雨云帶電極性相反。雷雨云電荷隨著雷擊和云間放電減少。因此，傳輸線剩余電荷通過傳輸線放電，從而引起浪涌。這是靜電感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)雷電浪涌。（圖3）

圖3：電磁產(chǎn)生浪涌

除此之外，當(dāng)雷擊造成接地電位升高時，浪涌電流會在附近和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的連接線中流動。這種情況下，也有必要防止直接雷電浪涌以外的雷電浪涌。

03 開關(guān)浪涌

開關(guān)浪涌是指電源線斷開和閉合時電壓突然上升。電源線接通時產(chǎn)生電壓浪涌（斷開浪涌），電源線斷開時產(chǎn)生電流浪涌（閉合浪涌）。下面介紹電路中的這種現(xiàn)象。本文不討論公用電網(wǎng)中的現(xiàn)象。

? 斷開浪涌：

當(dāng)流經(jīng)電源線的電流中斷時，電流會發(fā)生突然變化。此時，由于電源線電感，電壓等于e＝–L * di/dt。電源線長或連接感應(yīng)負(fù)載時，這種浪涌電壓大到足以影響電子器件。

? 閉合浪涌：

加電時，浪涌電流對電源線連接的平滑電容器和電路寄生電容充電。這種浪涌電流會造成電源電壓下降。為防止浪涌電流的不利影響，有必要限制加電期間的電流，或減緩電源電壓上升速度。東芝用于電源管理的一些負(fù)載開關(guān)IC具有浪涌電流限流功能。

如果不采取措施，這些開關(guān)浪涌會損壞或降低電子設(shè)備的性能。這些電壓和電流浪涌可能大于ESD電壓和電流，因此，即使對于受ESD保護的電子設(shè)備，這也會成為一個問題。當(dāng)電子設(shè)備連接電源線和以太網(wǎng)電纜等長導(dǎo)線時會發(fā)生感應(yīng)雷電浪涌。當(dāng)電子設(shè)備連接PLC、HVDC長線纜或感性負(fù)載（如電機和繼電器）時會發(fā)生開關(guān)浪涌。