该设备总电源入口的浪涌保护电路原理图如下图所示：

如图中所示，采用两个压敏电阻并联的差模保护, 共模保护采用两个气体放电管并联构成的保护电路｡

在设计风扇工作电路时, 为了进一步进行浪涌保护, 在直流24V电源输入端口还并联了一个TVS进行差模保护。

风扇工作电路电源入口的原理图如下图所示：

第一幕：器件的“三国演义”

[死亡电流路径]   

浪涌来袭 → TVS率先响应(皮秒级) → 独吞90%能量 → 过载烧毁 → 风扇惨遭残压蹂躏

关键证据：

TVS：响应快(皮秒级)但弱小(通流仅几百安)

压敏电阻：反应慢(纳秒级)但彪悍(通流可达数千安)

气体放电管：动作最慢(微秒级)却是雷神(通流可达数万安)

下图给出了三种保护器件的特性比较

第二幕：并联的“职场陷阱”

设备总电源输入电路板的输出与风扇工作电路电路板的电源输入之间直接用电缆连接, 两者之间没有任何器件, 而且互连电缆的长度小于 0.4m｡ 

这样, 在原理上, 相当于压敏电阻 RV5 ､ RV6 与 TVS VD 直接并联｡

压敏电阻与TVS直接并联 = 菜鸟替大佬挡枪

0.4m短线寄生电感≈0.6μH，完全不足以延迟TVS导通

TVS：我反应快也有错？

由于TVS这种见义勇为的特性，其率先过流损坏｡ 损坏后, 后一级电路也无法得到保护, 出现风扇损坏的现象 (转速变慢)｡ 

在此状态下, 浪涌测试时, 设备总电源输入端口防雷电路输出后的残压在150V 以上｡ 

当一个设备要求保护电路具有整体通流量大, 又能够实现精确保护时, 保护电路往往需要这几种保护器件之间能够很好地配合使用来实现较理想的保护效果｡ 

但是这些保护器件之间不能用简单的并联来达到分级保护的目的｡ 

若将通流量等级相差较大的#压敏电阻和 #TVS 直接并联, 即使压敏电阻通流量的选择可以满足设备总浪涌保护的要求, 在浪涌过电流的作用下, TVS 也会先发生损坏, 无法发挥压敏电阻通流量较大的优势｡

其原因是 TVS 的导通较快, 而且在 TVS 导通以后, 在压敏电阻导通之前, 又没有阻挡大电流的 “侵袭” 的措施, 导致 TVS 因不能承受过大的浪涌电流而损坏｡

因此在直流电源的浪涌保护电路设计中, 在几种保护器件配合使用的场合, 经常需要电感､ 导线等在两种元器件之间进行配合｡ 

电感､ 导线本身不是浪涌保护器件, 但是在两个保护器件组合构成的保护电路中可以起配合的作用｡ 其原理图如下图所示：

 经验值, 1m 导线长的寄生电感为 1~1.6 μH｡

3.处理措施：给浪涌设计“站位兵法”

防浪涌布局三板斧

1. 串联7uH电感：

在TVS前端筑起“电磁减速带”，强迫电流先走压敏电阻主路

效果类比：从直捣黄龙变排队过安检

2. 改造电流路径：

[求生电流路径]   

浪涌 → 压敏电阻泄放80% → 电感阻挡残压 → TVS精细钳位(仅处理漏网之鱼)

3. 风扇满血复活：

试验结果（见下表）证实了串联电感的正确性：

血泪经验包

1. 并联是禁忌：

不同响应速度器件直接并联=死亡竞速赛

黄金法则：TVS永远站在防护链最末端

2. 电感是救星：

7μH电感成本＜1元，却能让TVS寿命延长10倍

1m导线≈1.6μH寄生电感，短线布局可替代电感

3. 三级防护哲学：

第一级：气体放电管(抗雷神)

第二级：压敏电阻(打怪兽)  

第三级：TVS(清小兵)

举一反三技巧

气体放电管､ 压敏电阻､ TVS 各有其优缺点, 在设计保护电路时应各司其职

遇到多级防护，必查 “响应时间差”

重要接口采用三级防护：电阻+TVS+GDT组合拳

直流电路优选 “压敏电阻+电感+TVS” 组合拳