一体化温度变换器电源端口的雷击浪涌防护测试

本次一体化温度变换器电源端口雷击浪涌2KV测试整改案例，可应用产品为优恩TVS管(5.0SMDJ30CA)与肖特基二极管(SS310BG)。

一体化温度变换器，可将温度信号转换为二线制4~20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等，实现对温度的精确测量和控制。

据客户反映在进行雷击浪涌测试后，产品不能工作，根据需达到雷击浪涌2KV，等级A的客户要求，优恩工程师做出以下测试整改：

1.整改前，一体化温度变换器的电源电路如下所示：

2.经分析电路，先做如下整改：将TVS管移至防反二极管(1N4148)前端，并将单向TVS管换成双向TVS(5.0SMDJ30CA);保证防反电路功能不会因TVS管而失效。经测试雷击浪涌2KV，数码管显示屏灭，产品重启;测量主板电路发现防反二极管(1N4148)也失效短路。

3.综合以上现象，再次作如下整改：考虑到可能是防反二极管(1N4148)的最大峰值电流较小，这里替换成我司的肖特基二极管(SS310BG)，提升了二极管的最大峰值电流。同时针对数码管显示屏灭，产品有自动重启现象;我们通过示波器在LM317的引脚1输出端用抓取波形发现，当施加雷击干扰后，此处有较高的尖峰脉冲，并有瞬间的电压跌落;因此在LM317的引脚1处对地加10uF电容，整改后原理图如下所示：

4.最终经如上整改措施，工程师在测试雷击浪涌2KV时，产品能够正常工作，并满足了 IEC61000-4-5 电源接口防雷等级±2KV，等级为A的测试要求。

优恩TVS管(5.0SMDJ30CA)型号，拥有瞬态功率大(5000W)、小封装(SMC封装)、快速的响应速度以及极低的钳位电压等优势。对比常规两级防护方案的防护能力也不逊色。肖特基二极管(SS310BG)型号，属SMB封装，正向电流较大，可满足此次测试要求，而常规的1N4148二极管，正向电流比较小，通常不超过1A。虽然线路中施加雷击浪涌后绝大部分能量从TVS管已经泄放掉，但也仍有部分能量会传递到后端。

审核编辑：汤梓红