电源电涌指的是电源输入电流或电压瞬间发生大幅度变化,并以高频尖脉冲形式出现的现象。电源电涌通常由外界的电磁干扰、过电压、瞬变等原因引起。这种短暂的电压或电流突变,会对电源设备造成短时间的电压或者电流浪涌,从而影响到电子设备的正常工作,甚至给电路中的关键元件带来损坏。
电源电涌也可能是由于电源自身设计和制造不合理,或者设计时忽略了电气特性,导致电源电压或电流瞬间发生变化,也会引起电源电涌。
电源电涌可能引起供电系统中一些元器件的热失控,使元器件过载损坏,从而导致系统失效。例如,如果CPU和其他电子元器件没有保护电路,当电源电涌出现时,可以使芯片器件的绝缘电阻和反向饱和电压降低,从而损坏器件,给整个系统造成不可估量的损失。
此外,电源电涌还可对电磁波干扰抑制、通信质量、音视频设备、工业控制设备、复杂控制系统、信号采集系统、天线端口、测试仪器、武器控制系统等领域造成负面影响。
为防止电源电涌带来的危害,可以采取以下对策措施:
1)增加互感器:在电源输入口处加入线路电感器,可有效滤除电源电涌瞬变电流;
2)增加电容器:在电源输入口处加入电源电容器,可以稳定线路电压,防止电源电压波动带来的影响;
3)添加瞬变抑制器:在电源输入口处添加瞬变抑制器,可以较好地限制瞬变干扰波的传输,并通过电源输出引脚将这部分电流回馈到电源输入端口,从而抵消输入电路中的线电容或线电感所产生的波动,有效抑制电源电涌;
4)增加保护电路:在电源输入口处添加过电流、过压、欠压、保险丝等保护电路,可以防止瞬变电流对设备造成破坏。
电源电涌测试常见的方法包括:
1)IEC 61000-4-4测试:这种测试方法是通过对电源输入输出接口施加重复短脉冲进行测试,脉宽时间为5ns-100ns,测试范围包括电源的谐波、闪烁和电压变化等;
2)IEC 61000-4-5测试:这种测试方法是通过对电源输入输出接口施加模拟雷击波、瞬变峰值电压等进行测试,测试范围包括供电系统的电气特性和漏电特性等;
3)IEC 61000-4-11测试:这种测试方法是通过对电源输入输出接口施加电网抖动、电网灵敏度等进行测试,测试范围包括电源输出电压波动和失真等。