常用的防浪涌電路有三種方案

常用的防浪涌電路有三種方案：

一、利用傳統的防雷元器件組合成防浪涌電路，例如TVS管（瞬態抑制二極管），氣體放電管，PTC（熱敏電阻）等。這些防雷元器件的價格都很低。

二、光耦合電路。(光隔離器件，價格較低，TPL521-4價格為2元左右。)

三、磁耦合電路。磁隔離是ADI公司iCoupler專利技術，是基于芯片級變壓器的隔離技術。利用該公司生產的相關芯片可以大大簡化電路，減少PCB的面積。(adm2483的價格在10元左右，adm3251e的價格在10元~20元之間。)

浪涌的來源：浪涌通常由自然界的雷電、電源系統（特別是帶很重的感性負載）開關切換時引起的，浪涌的產生將帶來能量巨大的瞬變過壓或過流，例如感應雷在RS-485傳輸線上引起的瞬變干擾，其能量可在瞬間燒毀連結傳輸線上的全部器件。

通常所說的防浪涌，有兩個耐壓指標，一個是共模，一個是差模。自然界雷電或大電流切換時產生的浪涌一般認為是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于數據電纜附近有高壓線經過，數據電纜與高壓線之間因絕緣不良而產生的，雖然后者比前者產生的電壓和電流要小得多，但它不像前者那樣只維持很短的幾毫秒，而會在數據通信網絡中較長時間內穩定地存在。光耦或磁耦器件標稱的耐壓是共模，也就是前端到后端之間的耐壓。如果超過這個耐壓，前端后端都一起燒壞；器件不會標稱差模的耐壓，這個由電路的設計來決定，如果超過這個耐壓，前端燒壞，后端不會燒壞。

防浪涌電路通常分為隔離法和規避法：

一、隔離法

光耦合（需要隔離電源）

光耦合器（optical coupler，OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。

只要浪涌產生的電壓幅值不超過光耦器件標稱的值（通常為2500V），光耦就不會損壞，即使浪涌電壓長時間地存在也不會對被隔離的設備產生損害。值得注意的是，光耦一般只能抑制共模形式的浪涌，不能抑制差模形式的浪涌。光耦隔離在RS485或RS232通信中應用很廣泛。使用光電隔離的優勢是可以避免電氣或磁場的噪聲，而缺點是傳輸速度受限于LED的轉換速度、高功率散射以及磨損，而且還需要一個隔離型DC-DC電源。

二、磁耦合

磁耦基于ADI公司iCoupler磁隔離專利技術的隔離器件，也稱為次隔離器。由于磁耦的目的是將輸入和輸出信號隔離開來，所以變壓器初級端電路與變壓器次級端電路必須在隔離的芯片上。變壓器本身可以放置在任意芯片上。

以ADI公司的ADM2682E（適用于RS485）為例子來說明磁耦合在防浪涌中的作用。

ADM268E2是具備±15kV ESD保護功能的完全集成式5kV rm信號和電源隔離數據收發器，適合多點傳輸線路上的高速通信應用。ADM2682E集成了一個5kV rms隔離DC/DC電源，省去了外部DC/DC隔離模塊。

與光耦相比，磁耦不僅僅少了一個隔離型DC-CD電源，還少了一個電平轉換芯片，可大大減少PCB的面積。

二、規避法

主設備的地連在一起形成單點接地，一旦有浪涌出現就可以安全轉移浪涌能量，此外有必要增加一些抑制浪涌的器件。能將浪涌所產生的額有害電流在到達數據端口前泄放到地回路中去的器件，主要有TVS管、壓敏電阻、氣體放電管，它們都有一個鉗位電壓，一旦超過該鉗位電壓，器件就會在連接點之間產生一個低阻抗，從而轉移有害的電流，具體電路如下：

但這些器件由于轉移的能量很大而不能長時間維持。一般這些器件安裝在數據線與地之間，對于RS485或RS422系統來說，應該選擇額定電壓為6~8V的器件，同時，它們通常會給數據線帶來一些容性負載，因此在設計系統時有必要考慮減少整個系統數據線的長度。安裝器件時應盡可能地靠近被保護的設備，另外，用戶必須保證被保護設備的接地點與地之間的阻抗非常小，而且接地點與地連接用的線最好又粗又短，若超出1m，應使用銅帶線或編制電纜。

（1）單級防護

數據線只需接一個TVS。

（2）三級防護

第一級是氣體放電管，可泄放大電流，由于浪涌同時產生非常高的尖峰電壓，氣體放電管太慢不能保護后面的固態電路；第二級是小電阻，一方面可限流，另一方面在第一級與第三級產生一個壓降；第三級是TVS管，可足夠快地保護后面的固態電路，將電壓鉗位在一個安全的水平，從而保護數據線。

若將隔離法與規避法相結合，則可更好地保護系統，具體電路如上圖。圖中，信號地與大地是連接的，有了隔離器件就可使主設備不受接地點上可能產生的電壓降的影響。另外，規避器件一方面可抑制浪涌保護隔離器件，另一方面也可抑制數據線上產生的差模形式的浪涌。圖8中，信號地未與大地連接，規避器件可抑制數據線上產生的差模形式的浪涌，同時差模形式的浪涌被平衡轉化成共模形式的浪涌，隔離器件正好可抑制它，從而保護主設備。