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根據統計，在美國：由于電涌給各行業造成的停產、時間的損失、設備維修、過早地更換設備等直接損失每年高達260億美金，在中國，據有關統計，在保修期內出現問題的電氣產品中，有63%是由于電涌產生的。因此電氣產品少不了PCB設計，因此在設計中了解電涌并有效的規避電涌的發生顯得尤為重要。 什么是電涌？ 電涌的來源？ 電涌可來自電氣裝置外部，也可來自電氣裝置內部，即來自電氣裝置內的電器設備。 來自外部的電涌 這種電涌由雷電或公用電網開關的投切引起，這兩類有害的電源擾動都可擾亂計算機和微機信息處理系統的工作，引起停工或永久性設備損壞。 1.來自外部的電涌： 外部的電涌最主要的來源是雷電。當云層中有電荷集蓄，云層下的地表集蓄了極性相反的等量電荷時，便發生了雷電放電，云層和地面間的電荷電位高達若干百萬伏，發生雷擊時，以若干千安計的電流通過雷擊放電，經過所有的設備和大地返回云層，從而完成了電的通路。不幸的是，通路常常是取道重要或貴重的設備。如果雷電擊中了附近的電力線，部分電流將沿線進入建筑物，這股巨大的電流就會直接擾亂或破壞計算機和其它敏感的電氣設備，其速度之快，全程只需百萬分之一秒。 外部電涌的另一個來源是電力公司的公用電網開關在電力線上產生的過電壓。 2.來自內部的電涌： 來自內部的電涌是經常發生的，88％的電涌產生于建筑物內部的設備，如：空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機、水泵、開關電源、復印機和其它感應性負荷。 電涌對計算機和其它敏感電氣設備具有一定的危害。計算機技術發展至今，多層、超規模的集層芯片，電路密集，趨向是集成度更高、元器件間隙更小、導線更細。幾年前，一平方厘米的計算機芯片有 2,000個晶體管而現在的奔騰機則超過10,000,000個。從而增加了計算機受電涌損壞的概率。 由于計算機的設計和結構決定了它應在特定的電壓范圍內工作。當電涌超出計算機能承受的水平時，計算機將出現數據亂碼，芯片被損壞，部件提前老化，這些癥狀包括：出乎預料的數據錯誤，接收/輸送數據的失敗，丟失文檔，工作失常，經常需要維修，原因不明的故障和硬件問題等等。 雷電電涌遠遠超出了計算機和其它電氣設備所能承受的水平，絕大多數情況下，造成計算機和其它電器設備的當即毀壞，或數據的永遠丟失。即使是一個20馬力的小型感應式發動機的啟動或關閉也會產生3,000——5,000伏的電涌，使和它共用同一配電箱的計算機在每一次電涌中都會受到損壞或干擾，這種電涌的次數非常頻繁。 電涌現象有哪幾種？ 電涌從現象上看有以下五種： 1、飛弧：在被損的部件上留下明顯的電弧痕跡； 2、電暈：在絕緣體表面上，有明顯的電蝕痕跡，被蝕部位絕緣下降； 3、控制電路的IC等元件損壞； 4、一般電子設備、家用電器的整流元件、穩壓元件損壞； 5、接地故障造成設備帶電（單相接地）：造成設備相間短路（電機相間短路）。 電涌的危害有哪些？ 主要分成兩種：災難性的危害和積累性的危害。 災難性危害：一個電涌電壓超過設備的承受能力，則這個設備完全被破壞或壽命大大降低。 電機通常的絕緣電壓為正常工作電壓的 2 倍加 1000V 左右，故 220V 電機的絕緣電壓一般為 1500V。電涌不斷地沖擊電機的絕緣層， 導致絕緣層被擊穿。 積累性危害：多個小電涌累積效應造成半導體器件性能的衰退、設備發故障和壽命的縮短，最后導致停產或是生產力的下降。 電涌會損壞含有微處理器的電氣設備極易受到電涌的損壞，包括計算機和計算機的輔助設備、程序控制器、PLC、傳真機、電話、留言機等；程控交換機、廣播電視發送機、微波中繼設備；家電行業的產品包括電視、音響、微波爐、錄像機、洗衣機、烘干機和電冰箱等。 怎么做到電涌保護？ 電涌保護要分級實施，最終達到對配電系統和電子設備完善保護的目的。分級實施電涌防護的第一步是對電涌環境進行分類。 電涌環境的分類是依據電涌的強度和頻度。國際上一般將電涌環境分為三類 （1）C類：指戶外以及進線的總開關處，這些部位容易出現較強的雷電電涌，具體位置包括：電表與配電盤之間的連線，建筑物之間的架空線，連接到井下的地下電纜; （2）B類：指與C類環境之間連線較短的位置，以及大型建筑物中的照明系統，這些位置的電涌既可以由雷電產生，也可以由內部電氣開關產生，由雷電產生的電涌經過配電線衰減，已經比C類環境中的電涌衰減了一些; （3）A類：指房間內的電源插座和較長配電線的終端;較長的含義是離開B級規定的位置10米以上的電源插座，或者離開C級規定的位置20米以上的電源插座，這些位置的電涌主要是內部電氣開關產生的電涌電壓。 以上就是電涌的來源及危害，希望大家在做PCB設計中能夠應用上，盡可能的避免電涌的發生。更多行業信息可查閱快點PCB平臺訂閱號：eqpcb_cp。 |
