什么是浪涌？

通常，电压浪涌分为静电放电（ESD）和非ESD浪涌。非ESD浪涌是雷击、开关通／断和断电引起的。如图1所示，它们比ESD时间长（持续几毫秒），而且感应能量大。虽然输电线瞬态过压也是一种浪涌，但不是本文讨论的话题。非ESD浪涌包括直接雷电浪涌、感应雷电浪涌和开关浪涌。直接雷电浪涌比较少见，但与其他浪涌相比，这种浪涌能量大，即使对电子器件采取防护措施，也难免损坏。

图1：浪涌类型

01 直接雷电浪涌

顾名思义，直接雷电浪涌发生在雷电击中建筑物的情况下，雷电电流经过电子器件进入地面。直接雷击产生的电流高达几万甚至几十万安培，足以摧毁雷电电流经过的所有电子设备。为防止电子设备损坏，建筑物安装避雷装置很重要。

02 感应雷电浪涌

电磁感应和静电感应引起感应雷电浪涌。

• 由于电磁感应而引起的雷电浪涌

发生雷击时，大量电流在雷雨云和地面之间流动。当传输线附近发生雷击时，这种电流产生强大电磁场，通过电磁感应在传输线上形成电压浪涌。这是电磁感应产生的感应雷电浪涌。（图2）

图2：电磁感应浪涌

• 静电感应产生感应雷电浪涌

传输线带电与雷雨云带电极性相反。雷雨云电荷随着雷击和云间放电减少。因此，传输线剩余电荷通过传输线放电，从而引起浪涌。这是静电感应产生的感应雷电浪涌。（图3）

图3：电磁产生浪涌

除此之外，当雷击造成接地电位升高时，浪涌电流会在附近和远程设备之间的连接线中流动。这种情况下，也有必要防止直接雷电浪涌以外的雷电浪涌。

03 开关浪涌

开关浪涌是指电源线断开和闭合时电压突然上升。电源线接通时产生电压浪涌（断开浪涌），电源线断开时产生电流浪涌（闭合浪涌）。下面介绍电路中的这种现象。本文不讨论公用电网中的现象。

• 断开浪涌：

当流经电源线的电流中断时，电流会发生突然变化。此时，由于电源线电感，电压等于e＝–L * di/dt。电源线长或连接感应负载时，这种浪涌电压大到足以影响电子器件。

• 闭合浪涌：

加电时，浪涌电流对电源线连接的平滑电容器和电路寄生电容充电。这种浪涌电流会造成电源电压下降。为防止浪涌电流的不利影响，有必要限制加电期间的电流，或减缓电源电压上升速度。东芝用于电源管理的一些负载开关IC具有浪涌电流限流功能。

如果不采取措施，这些开关浪涌会损坏或降低电子设备的性能。这些电压和电流浪涌可能大于ESD电压和电流，因此，即使对于受ESD保护的电子设备，这也会成为一个问题。当电子设备连接电源线和以太网电缆等长导线时会发生感应雷电浪涌。当电子设备连接PLC、HVDC长线缆或感性负载（如电机和继电器）时会发生开关浪涌。