浪涌和电磁脉冲抑制的方法分享

随着气象条件的急剧变化，自然或者人为的各种高强度瞬变电磁脉冲，给人类的生命和财产安全造成严重威胁。比如：2019年5月，一架俄罗斯苏霍伊-100喷气式客机，在着陆前，遭遇雷击，导致通讯设备失灵，而后硬着陆，造成41人遇难的事故；2005年12月，一场太阳风暴所释放的X射线使卫星通讯和全球定位系统信号中断了10分钟，给全球造成的经济损失难以估量，本文尝试对浪涌和电磁脉冲防护进行分析，并给出一个可行的产品解决方案。

（一）浪涌（electrical surge）和电磁脉冲（EMP）介绍

雷击浪涌：由于直击雷或者间接雷引起瞬态过电压。通常会在电力线上感应出很高的电压，由于雷击浪涌的能量非常巨大，需要通过分级泄放的方法，一般采取三级到四级保护，将雷击能量逐步泄放到大地。

电磁脉冲：是另一种瞬态现象，相对于浪涌，能量更小，在时域波形中，是一个纳秒或者皮秒级短脉冲信号；具有辐射范围广，强度高，频谱宽的特点，可以通过多种方式进行耦合，对电子设备或系统具有强大的破坏效应。

（二）产品介绍及解决方案

TY630系列滤波器：EMI/EMP滤波器，14Khz~40Ghz，全频段衰减大于100dB ;电路为稳态电路，EMP衰减值大于30dB（C系列），大于26dB（CL系列），可以充分满足EMP抑制的要求。优点：滤波器内部没有瞬态电路，不含有MOV，TVS器件，故不存在老化，劣化问题。缺点：泄漏电流很大，浪涌8/20uS波形测试效果较差。（EMP测试按照MIL188-125-1/2进行）。

TYJ6200T系列滤波器：电路由稳态电路加瞬态电路组成，EMP衰减值大于30dB，可以充分满足EMP抑制的要求。优点：泄漏电流小，瞬态电路还可以把浪涌电压钳位在一个很低的电压水平（小于350V）， 缺点：含有MOV，TVS器件，存在器件老化，劣化问题。

正弦波跟踪滤波器：（sine wave tracking filter，也叫正弦波跟踪浪涌保护器）：250VAC，额定电流1-20安培。它的钳位值是跟随正弦波移动的，能够消除偏离正弦波一定幅度的浪涌，使浪涌电压的幅度始终小于一定值。而普通浪涌保护器仅能够将幅度固定的浪涌电压消除掉（钳位值恒定），但正弦波上仍然残留了较大的浪涌电压。正弦波跟踪滤波器是浪涌保护器的高端应用版本，可以替代美国禁运产品。

TYJ140系列有源浪涌抑制器：直流浪涌抑制时，TVS具备优异的钳位功能，一直是工程师的首选，但是按照GJB181，GJB298，铁路RIA12标准，波形持续时间为30-500mS；TVS管工作时，PN结就会热击穿损坏，如下图。此时，有源浪涌抑制器就是最佳解决办法。

我司有源浪涌抑制器工作原理如下：产品由MOS管，采样电路，CPU，泄流电路四部分组成。以28V有源浪涌抑制器为例：通电后，抑制器完成建压，打开MOS管，使MOS管处于全导通状态，泄流回路处于待机状态。如果采样电路采集到浪涌信号，CPU就会打开泄流电路，并由MOS管将输出电压钳位在35~36V，浪涌结束后，泄流回路又回到待机状态，持续给后续电路提供一个稳定电压。如下图。

谐振腔波导型EMP滤波器：由于此产品不属于我司业务范围，在此不做说明。

在本文中，给出了浪涌和电磁脉冲抑制的多种方法，用户可根据实际情况，选择合适的产品，改善电子设备或系统的浪涌和电磁脉冲防护能力，顺利通过相关测试。