SPD - Surge Protective Device
SPD 是防止雷擊導(dǎo)致故障的避雷器，代表浪涌保護(hù)設(shè)備。一般指浪涌保護(hù)器，浪涌保護(hù)器，也叫防雷器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護(hù)的電子裝置。

IEC/ EN61643-11 （JIS C 5381-11）雷電浪涌對策獲得標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證產(chǎn)品（以下簡稱 SPD），SPD 在通過顯著超過雷涌電流和過壓過電流短路故障之前，必須具有能夠安全傳輸 SPD 故障狀態(tài)的機(jī)制（隔離功能），在 SPD 故障期間的安全性規(guī)格得到了增強(qiáng)。

電源 SPD 的類型

電源 SPD 分為以下 I 類、II 類和 III 類：

可安裝在電力引入口（戶外），可應(yīng)對直擊雷電電流的I類測試對應(yīng)產(chǎn)品。

可安裝在配電盤和控制面板上，可應(yīng)對感應(yīng)雷電的雷電流，支持II類測試。

可內(nèi)置設(shè)備，通過同時(shí)規(guī)定施加電壓波形（1.2/50μs）和短路電流波形（8/20μs）的組合波形進(jìn)行III類試驗(yàn)。

此外，作為 SPD 故障時(shí)性能的分離功能類型，以及故障時(shí)可以從 SPD 顯示窗口確認(rèn)的分離顯示功能，以及 SPD 故障時(shí)通知報(bào)警的分離觸點(diǎn)功能，通過結(jié)合 SPD 報(bào)警觸點(diǎn)信號(hào)線中的保護(hù)裝置報(bào)警。

如何使用電源 SPD

機(jī)床、激光加工機(jī)、機(jī)器人、半導(dǎo)體制造設(shè)備、安裝機(jī)、伺服放大器等工業(yè)設(shè)備，外部支持II類或III類電源的SPD，如圖1所示，可以通過連接來采取措施。

對于海外客戶，必須選擇符合UL/cUL、IEC/EN等的海外安全標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。 此外，對于美國工業(yè)設(shè)備，美國工業(yè)設(shè)備的電氣標(biāo)準(zhǔn) NFPA79 2018 財(cái)年版本已更新，要求具有安全控制電路的工業(yè)設(shè)備安裝 SPD。 特別是，對于未內(nèi)置于工業(yè)設(shè)備的控制面板，使用 UL1449（SPD 部件標(biāo)準(zhǔn)）中定義的類型 2（UL-Listed）或 UL-Recognized（UL 識(shí)別）的 SPD 已成為一項(xiàng)要求。

基于基板安裝的交流電源用SPD的種類

電路板安裝中的電源 SPD 主要由壓敏電阻 （MOV） 組成。 在接地之間，氣體放電管 （GDT） 通常與 MOV 結(jié)合使用。

通過電路板安裝使用交流電源SPD

空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)和室外 LED 照明等電子設(shè)備中的交流電源雷電浪涌對策，通過將 MOV 和 GDT 串聯(lián)到地面 （L-G） 中，可以保護(hù)高浪涌電壓，如地面到地面 15kV。 （圖.2）

GDT 通過使用 AC 耐壓測試兼容 GDT，因?yàn)樾孤╇娏鬏^小，在電源設(shè)備的交流電壓測試中，它具有無需拆下浪涌對策元件即可應(yīng)對的優(yōu)點(diǎn)。 （表.1）

然而，另一方面，由于GDT + MOV的雷電浪涌抑制電壓增加，有必要通過雷電浪涌測試驗(yàn)證確認(rèn)后續(xù)電路沒有影響。

如果交流電源設(shè)備需要 CE 認(rèn)證或其他海外安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，則必須使用 MOV 和 GDT的 IEC/EN標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證產(chǎn)品。

在基板設(shè)計(jì)過程中，放置在電源線的入口處，最好盡可能短，以便盡可能縮短到接地線 （FG） 的圖案路徑長度，在 SPD 周圍放置距離而不接近半導(dǎo)體部件和控制電路。 當(dāng)雷涌電流流動(dòng)的圖案路徑長度較長時(shí)，當(dāng)半導(dǎo)體元件和控制電路靠近外圍時(shí)，瞬時(shí)發(fā)出強(qiáng)電磁波，使大電流通電，半導(dǎo)體元件的斷裂和故障是導(dǎo)致因素，因此需要注意。

表 1. GDT 和 MOV 的選擇

SPD 產(chǎn)品圖片

通過電路板安裝實(shí)現(xiàn)交流電源 SPD （GDT）

用于感應(yīng)雷電浪涌對策的通信和信號(hào)線用SPD（浪涌保護(hù)裝置）

什么是用于通信和信號(hào)線的 SPD？

通信和信號(hào)線有多種類型，連接形式、通信線路數(shù)量以及與通信線路電壓和通信速度相匹配的雷電浪涌對策產(chǎn)品（以下簡稱SPD）需要選擇。

通信和信號(hào)SPD的類型和監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用

LAN SPD

對于有需要做浪涌測試的朋友可以聯(lián)系我https://docs.qq.com/doc/DVGtUWm1nZE94UFhSLAN線路的雷電浪涌對策，選擇LAN用SPD。 LAN 用SPD有需要接地的放流型LAN用SPD和不需要接地的絕緣型LAN用SPD這2種。

出于安全目的，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)安裝增加，并且 LAN 線路的使用頻率增加，可通過 PoE（以太網(wǎng)供電）或 PoE Plus 供電，PoE/PoE PLUS 原則上選擇用于放流 LAN 的 SPD。 絕緣 LAN SPD 不能用于在 PoE/PoE Plus 中隔離電源。

對于連接到 PC 的不支持 PoE 的 LAN 線路，在隔離 LAN SPD 中使用是有效的。 兩者都可以支持 10BASE-T、100BASE-T 和 1000BASE-T。

下圖是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中LAN用SPD的使用事例。 如果連接網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和監(jiān)控中心的 LAN 線路距離較長，則通過連接 LAN SPD 來防止兩側(cè)受保護(hù)設(shè)備的最新保護(hù)是有效的。

RS-485 通信 SPD、觸點(diǎn)信號(hào) SPD、LED 調(diào)光信號(hào) SPD

2 線 RS-485 通信線路選擇 485 通信 SPD。 對于觸點(diǎn)信號(hào)線和 LED 調(diào)光信號(hào)線，選擇與線路電壓對應(yīng)的信號(hào) SPD。

同軸 SPD

對于 HD-SDI 攝像機(jī)和模擬高清攝像機(jī)（如 HD-SDI 攝像機(jī)或 HD-TVI），即使在高清圖像質(zhì)量和黑暗環(huán)境中也能監(jiān)控，則視頻同軸、觸點(diǎn)信號(hào)線、電源線和電纜在室外布線，因此很容易受到感應(yīng)雷電浪涌的損壞。

在這種情況下，攝像機(jī)側(cè)和監(jiān)控中心側(cè)分別連接同軸 SPD、信號(hào) SPD 和電源 SPD，以防止雷電浪涌。 用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)同軸的同軸 SPD 在 BNC 連接器中具有阻抗 75 Ω 的特性，并且需要寬頻段，以免影響 HD-SDI 方法的高質(zhì)量信號(hào)。 （圖.2）此外，同軸 SPD 中還有一個(gè)連接到天線的 SPD。

通過電路板安裝實(shí)現(xiàn)通信和信號(hào)線的SPD的類型和使用方法

由于通信 IC 經(jīng)常被雷電浪涌損壞，因此需要將浪涌抑制到盡可能低的電壓的性能，以及低電容性能，以免影響通信傳輸。

滿足這兩種性能，由于不存在一個(gè)部件，電容低氣體放電管（GDT），使用半導(dǎo)體浪涌吸收器的限制電壓低是有效的組合。

半導(dǎo)體浪涌吸收器包括雪崩分解二極管 （ABD） 和晶閘管浪涌保護(hù)元件 （TSS）。 由于ABD、TSS對大浪涌電流較弱，因此最好采用與GDT組合的方法，有一種稱為餡餅型電路的方法，在此，使用GDT和ABD在GDT和ABD之間連接電阻器或線圈，如下圖所示，介紹了對大浪涌電流的可應(yīng)對措施。

該電路的工作原理是，當(dāng)雷電浪涌進(jìn)入時(shí)，ABD 首先在低電壓下響應(yīng)。 此時(shí)浪涌電流通過電壓降流過電阻，GDT通過電壓放電浪涌電流釋放到地面。

在這里，由于 ABD 的脈沖電流容量在 GDT 操作之前可能會(huì)因浪涌電流而損壞，如齊納二極管，因此 ABD 脈沖電流電阻的選擇、電阻器的額定功率和電阻值的選擇非常重要。

SPD 產(chǎn)品圖片

用于通信和信號(hào)的 SPD

LAN SPD

通信 SPD，信號(hào) SPD

同軸 SPD（BNC 連接器）

通過電路板安裝實(shí)現(xiàn)通信和信號(hào)線的 SPD

審核編輯 黃宇