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[嵌入式]雷击导致的电路元件损坏引起的防雷设计电路思考

? ? ? 最近现场反馈有表具短路的故障导致整条总线不能抄读水量,经过分析发现是雷电导致总线上产生高压,总线上的高压导致pcb上的电路元件比如单片机、高压三级管等被损坏。之前的电路设计是桥堆+721芯片,现象是721芯片及其周边电容电阻完好,而721后端的单片机和单片机引脚相连的高压三极管损坏(现象为单片机电源和地短路,三极管的cb级电阻很小,接近短路),桥堆没有坏,这说明高压是通过桥堆击穿三极管cb级,沿着单片机IO口进入单片机导致单片机损坏。

? ? 一个改进的方案是把外部的独立桥堆去掉采用721内部的桥堆,在总线721前,220欧电阻前加tvs管,这样可以形成过压保护和过流保护。当有高压的时候tvs管作用,起到过压保护,如果tvs管损坏(TVS管的失效模式主要是短路。但当通过的电流过大时,也会造成TVS管炸裂而开路。)看是短路还是开路,也可能引起总线短路,按照表具上的设计电流如果出现tvs管失效的时候后面的保护电阻应该早就烧坏了;当有持续大电流的时候,220欧/0.25w电阻起保护作用,这个时候电阻被烧坏,故障表具从总线上脱离,不影响总线上其它表具的抄读。这样可以极大的提供产品的可靠性。

TVS管的通流容量在限压型浪涌保护器中是最小的,一般用于末级的保护。如用于电源的防雷电路中时,一般还需要与压敏电阻或气体放电管等通流容量大的器件配合使用。单向TVS管和双向TVS管的主要区别是在响应时间上,单向TVS管比双向TVS管的响应时间要快一个数量级。

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加:2021-07-22 14:21:29  更:2021-07-22 14:22:30 
 
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