浪涌实验中气体放电管击穿发光解决方案

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问题:浪涌实验 ，浪涌4级，4000V 当做共模时，气体放电管击穿发光，奇怪的是VCC5出现了一个大的脉冲，造成整个系统复位，整个系统分为两个板子，下面底板（220V to 5V），上面主板，去掉气体放电管，打浪涌不出现问题，我自己的猜测是，气体放电瞬间，管内产生了电火花，和静电火花差不多吧，瞬间电流很大，周围形成了一个脉冲磁场，耦合到电路里面去了?

以下是网友的方案解答：

淦作冬：通过保护地到GND上去了，早造成地电平不稳定；

甘锐：
1） 假设浪涌电压用VL表示，浪涌4级表示为VL4；
     
2）假设整个电路在能正常转换VCC5时的最大承载电压为VokMax,当VL4 > VokMax时， （220V to 5V) 开始发生超载，现象就是转换结果大于5V。
     
3）我们将VokMax 到VL4 的最大电压VL4Max作为我们将要讨论的范围。
     
4）假设气体放电管的击穿电压为Vqj, 由于我没有这方面的实际经验，主观猜测，Vqj的 所属区间应在(VokMax, VL4Max)之间。   
     
5）假设气体放电管击穿之后的状态：放电管击穿之后，放电管本身等价于一条到GND 的导线，因此整个交流输入电路的电压除了(220V to 5V)转换电路承载外，在前端同时加载到了放电管对应的两个电阻上。由于两个电阻的作用，使得整个电路输入的交流电压 被导向到地，也许还有很小一部分交流成份被（220V to 5V）电路获得，但这一部分不足以使得转换电路正常工作。结果是转换电路的输出电压远远低于5V，从而在放电管导通这 段时间内，转换电路输出电压过低，从而导至后继系统停止工作。当浪涌过后，交流电瞬时电压趋于0时，气体放电管导通状态停止工作而恢复正常状态， 这样（220V to 5V)电路开始正常工作，后继系统重新进入正常工作状态。 以上分析，就是系统复位的原因。

6）假设气体放电管击穿之前的状态：在放电管击穿之前，当浪涌电压到来后，转换电 路的输入电压在区间（VokMax, Vqj）之间逐渐增大。这之间的电压已经使得转换电路 超载工作，也就是输出电压已经从5V开始与输入电压呈正相关变化，也就是逐渐增加。 当输入电压增加到Vqj后，放电管导通，从而导致转换电路的输入电压瞬间降低到正常 工作电压之下。因此，输出电压由高于5V的向上变化趋势瞬间降为远低于5V的一个电压。 从而导致系统停止运行。 以上分析，是VCC5V出现了一个大的脉冲的原因。

7） 综上所述， 在浪涌到来时，转换电路开始超载输出大于5V的电压；当浪涌电压继续 升高时达到了气体放电管的击穿电压，使得浪涌的后续部分以及浪涌过后交流电压瞬时电 压趋于0之前的部分被放电电路中两个电阻承担，从而导至转换电路输入电压过低使得5V 的输出电压趋于0。因此现象上VCC5V出现了比较大的脉冲。浪涌过后，系统重新进入正常工作状态，从而出现系统复位的现象。

8）问题的延伸分析：当系统主中取掉气体放电管后，浪涌电压由整个电路承载。现象上 转换电路仍然会超载运行，也就是说输出的5V电压仍然会有脉冲， 而且其脉冲幅度会远 高于去掉气体放电管之前。由于没有放电管的短路，转换电路的输入电压不会使得输出电 压低于5V，从而也没有了复位现象的发生。
 
9) 解决方案：虽然在去掉放电管之后系统仍正常运行，但如果出现了更大级别的浪涌之后 会给后端电路带来即使超载也无法承受之重，结果轻则元件损坏，重则整个电路板被烧毁。解决方法，除了正确对气体放电管选型之外，还要到转换电路输出的5V电压后端加上 足够大的电容，在（VokMax，Vqj）区间吸收能量，平衡5V电压； 当气体放电管击穿后的一段时间到再次恢复正常之前，电容利用所吸收的能量为后续电路供能，使后续电路不会因电压过低而复位。

看到网友的解答，你是否还有另外一种思路呢，活动还在继续，欢迎大家一起前来分享交流。