二级浪涌电路之退耦电感选型

原创 金工电磁

一、背景

通信线路或者电源线路通常会铺设到户外，一旦线路铺到户外后，就需要考虑防雷的问题了。户外的防雷电路一般需要采用多阶防护电路才能防住感应雷。那怎么来设计一套优秀的多级防雷电路呢，其中设计的关键点在哪里呢？

本文通过DC110V接口保护电路的设计，讲解二级防雷电路中退耦电感的选型。

二、设计方案

二级浪涌防护电路的设计需要综合考虑防护等级、响应速度、通流能力及与前后级电路的配合。以下是详细的设计步骤和关键要点：

第一级（粗保护）​​

· ​气体放电管（GDT）​或压敏电阻（MOV）​

特点：高通流（10kA以上）、高残压（数百伏）、慢响应（μs级）。

​第二级（精细保护）​​

· ​TVS二极管​​

特点：响应快（ns级），但通流较小（如1kA），选型需注意钳位电压。

防护器件的选择相对来讲比较直观，器件厂家会提供器件的额定工作电压、击穿电压、嵌位电压等参数，甚至部分器件厂家还能提供1.2/50us或10/700us的器件实测波形。在整个防护电路中我们要估算的是保险丝的浪涌通流能力和退耦电感的感值。今天教大家如何去估算退耦电感的感值。

如下是DC110V的浪涌差模防护示意图1

图1DC110V二级防护电路

要想知道选用多大电感分两步计算：

1、计算退耦电感需要承受的瞬时脉冲电压

V3=V1-V2

这里要注意V1为第一级的防护器件击穿电压，V2为第二级防护器件的嵌位电压；

2、计算电感值

di为经过退耦电感的瞬时脉冲电流，dt为脉冲上升沿时间；

三、举例

如上图1电路，浪涌差模2KV，8/20us波形，2欧姆内阻；

那么浪涌总电流接近1000A；

如：压敏电阻选型：压敏电压180V

TVS：嵌位电压140V，电流35A

那么V3=V1-V2=180V-140V=40V

所以这里退耦电感的感至少要选择9.1uH以上，可以满足前后级防护电路的匹配。

当然，后级DCDC开关电源及电容也会吸收一部分的浪涌电流。

退耦电感的感值计算大家学会了吗！

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审核编辑 黄宇