防雷维护电路在工业电路板上是非常常见的运用电路，今日就让咱们一探终究。
广州致远电子有限公司的环境动力监控体系中，对一切的端口都进行了防雷维护规划，其间包含220V交流电源防雷规划、以太网防雷维护、DI输入端口防雷维护、AI输入端口防雷维护、RS232/RS485防雷维护，下面将对这些防雷维护电路逐个进行剖析。
1.1.1 220V交流电源防雷维护
环境动力监控体系中电源选用220V交流电源供电，前端所运用的防雷维护电路详见图1
图1 220V交流电源防雷维护电路
因为选用了复合对称电路与共模、差模全维护，因而L、N能够随意接，安全。即使压敏电阻短路失效后与电路脱离，一般也不会引起火灾。依据实践的运用经历U2最简单遭受雷击损坏，因为压敏电阻自身的老化或接受暂时过电压的屡次冲击，压敏电阻的漏电流敏捷添加发热导致短路失效。压敏的短路失效将形成整个供电线路的短路毛病，并引起着火、爆破等要挟到人身和产业安全的严重事故。本电路因为选用了金属氧化锌压敏电阻U2，因而能有效地避免传统的氧化锌压敏电阻因短路失效或许带来的火灾等安全隐患。与此一起，假如因为雷击损坏时，其阻隔的熔断保险丝将一起熔断，主机CPU能够在LS_Check端检测到相应的信号，然后起到雷击损坏报警功用。
表1 压敏电阻值挑选一览表
压敏电阻的压敏电压值可参阅表1选取，压敏电压值能够适中选高一点，这样更安全、经用，毛病率低，但残压略高。然后依据通流容量要求挑选外形尺寸和封装方法，或选用几个压敏电阻并联，留意应挑选压敏电压值附近的并联，每个压敏电阻都要独自串联温度保险管，以延伸运用寿命和确保安全。
陶瓷气体放电管的通流容量依据要求的通流容量挑选，直流击穿电压为470V～600V。当要求的通流容量≤3KA时，能够用玻璃放电管替代。
压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10次以上的降额值核算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右，气体放电管为最大通流容量的一半左右)。
1.1.2 以太网防雷维护
跟着以太网技能在基站和机房监控中的运用，带网口的收集设备越来越多，曾经网络设备大都用在机房和大楼的里边，机房和大楼本楼的防雷办法很充沛，所以曾经的带网口的设备根本没有考虑防雷的问题，至多在网口处加一些瞬态按捺二极管(TVS管)防浪涌，其维护目标很低(差模500V，共模1000V)，当设备运用在基站中时，因如上述原因，许多网络收集设备在基站中因被雷击而损坏。
面对这种问题，用户的处理战略是在网口外加信号防雷器，以进步设备的防雷功能。可是，外加防雷器有许多不方便，例如，需求重新做设备和防雷器直接的连接线，这样连接点从本来的1个，添加为3个，毛病率也添加了3倍。一起网口传输的是10M/100M高速信号，而外加防雷器的分布电容很大，对网络信号的传输会有影响，这种方法是以献身传输间隔和速度来进步设备的防雷效果。
在环境动力监控体系中，供给并选用了一种既能进步防雷效果，避免网络设备因雷击损坏，又不会影响网络传输功能，能够确保网络传输间隔和速度的监控收集设备网口防雷电路。详见图2。
图2 以太网口防雷电路
在如图2所示的网口防雷电路中，在网络变压器和网口插座之间添加放电管和双向瞬态电压泄放电路组成的两级防护电路，极大的增强了网口的差模防护才能。榜首限流电阻R80、R82、R84、R88和气体放电管EA16、EA17组成了一级防护电路，对雷击的浪涌电压进行榜首级维护，具有泄放雷电暂态过电流和限流过电压效果。一级防护电路能够发生很大的泄放电流(3KA)，大部分侵略能量经过地泄放。在此基础上，由U31和R81、R83、R85、R89组成的双向瞬态电压泄放电路组成了二级防护电路，对差分信号进行双向残压吸收，对雷击的浪涌电压进行第二级维护，剩下能量经过双向瞬态电压泄放电路泄放，到网络变压器的能量就很小了。在两级防护电路的效果下，本电路具有杰出的防雷效果，能够避免网络设备因雷击而形成的损坏。
在一级防护电路中，气体放电管的寄生电容很小;在二级防护电路中，选用了由二极管、瞬态电压按捺二极管、二极管串连组成的瞬态电压泄放集成IC，大大下降了二级防护电路中TVS管过大的结电容。所以，本网口防雷电路不会影响网络传输功能，能够确保本来的网络传输间隔和传输速度，网络传输间隔和网口波形均可满意标准要求，一起具有杰出的防雷效果。
在如图2所示的网口防雷电路中，在器材选型方面，为了不影响网络波形和传输功能，榜首限流电阻的阻值为欧姆级，在本电路中R80、R82、R84、R88的电阻值为4.7Ω。为了维护网络变压器，又不影响网络传输功能，第二限流电阻(R81、R83、R85、R89)的阻值能够在0Ω至10Ω之间，最好在2Ω至3Ω之间，在本电路中R81、R83、R85、R89的电阻值为2.2Ω。为了下降电路的体积一起削减分布电容的影响，本电路选用了由二极管、瞬态电压按捺二极管、二极管串连组成的瞬态电压泄放集成IC(UFS08A2.8L04)，因UFS08A2.8L04中含有4条由榜首二极管、瞬态单向电压按捺二极管、第二二极管顺次串联组成的瞬态电压泄放支路，所以每路网口发送信号线的防雷电路和接纳信号线的防雷电路能够共用一个UFS08A2.8L04芯片，大大的减小了电路的体积和分布电容的影响。
1.1.3 AI/DI输入端口防雷维护
在基站环境中因为AI/DI输入端口是经过长间隔的线缆与传感器相连，因而AI/DI端口相同存在防雷维护问题(主要为感应雷)，在RMS-500体系中咱们选用气体放电管加TVS管组成的两级防护电路，详见图3和图4。
在图3和图4中，咱们能够看到AI防雷维护电路与DI防雷维护电路存在的差异，在DI防雷维护电路中咱们运用了功率电阻R1(7.5Ω/2W)，R1应满意R1≥(U1 -U2) /I1,其间U1为测得空气放电管的冲击击穿电压值，U2为TVS管最高钳位电压，I1为查TVS器材手册得到TVS管8/20us冲击电流下的最大通流量。在AI防雷电路中因为需求对4~20mA电流和电压进行丈量，因而咱们在精度范围内选用电感L1而没有运用电阻，L1应满意L1≥(U1 -U2) × (T2 -T1) / (I1 /2)，电感L1的取值核算方法为：以 8/20us 冲击电流为准，测得在规划通流容量下压敏电阻的残压值 U1，查 TVS 器材手册得到 8/20us 冲击电流效果下TVS管的最大通流量I1、以及TVS管最高钳位电压U2，8/20us 冲击电流的视在波头时刻T1=8us，视在半峰值时刻T 2=20us。
