电压突波

电压突波

电机工程学中的突波（spikes）是指在电路中，快速，持续时间不长的暂态电压讯号（电压突波）或电流讯号（电流突波）。

在电路中，快速且持续时间不长的暂态大电压（过电压）一般是因为以下原因而产生：

• 闪电
• 停电
• 断路器跳脱
• 短路
• 同一电源上其他大电力设备的暂态
• 电力公司的误动作
• 电磁场能量产生的电磁脉冲（EMP），频率范围从100 kHz到1 MHz。
• 电感突波

在设计关键设备以及军用硬件时，需要考虑核爆炸产生的脉波，核爆炸会在大气中产生大能量的电磁脉波的能量很大，频率从1 kHz到数 GHz 的等级。

电压突波也会带来电流的变化（电流突波）。不过也有可能因为电流源而产生电压突波。因一电路的电流会维持定值，就可能因为阻抗突然变大而产生电压突波。例如若有储能的电感元件突然断路，又没有续流路径，就会有突波。

针对对电压敏感的电路设备，若电压突波超过材料的击穿电压，或是造成突崩溃，会让设备流进过多的电流。半导体PN结若流进过多的电流会使元件损坏或是减弱。针对电压突波有许多的保护装置，例如雪崩二极管、瞬态电压抑制二极管、压敏电阻、过电压撬棍电路或是其他的过电压保护装置可以分散（shunt）暂态电流，因此减小电压。

电压突波也称为surges，也可能是因为磁场的快速建立或快速消退所造成（其电磁感应能量反映在电路上）。不过电压突波也可能是因为其他常见的原因造成，例如因为意外或是风暴变压器或高压电源线误短路到低压的电源线，也会有电压突波。

电压突波可能是共模的（common mode），也可能是差模（differential mode）。有些设备可以加装电涌保护器，避免因为突波而破坏设备。每一种突波都需要选择对应的保护设备。例如若保护器是装在二条电源线之间，可以抑制差模的暂态，但无法抑制共模的电压突波。

电功率增加或减少，且持续数周期，称为swell或sag。若电压上升超过一分钟，称为过电压。一般是因为配电系统异常所造成的。

相关条目

• 不间断电源
• 电源品质
• 电涌保护器
• 续流二极管：在线圈切换时，使电感电流可以续流，避免产生突波的设备。
• 电压骤降