新能源充电桩的防雷设计：如何选用合适的TVS？

2026年03月09日 15:26:57 来源：互联网 阅读：-

充电桩面临的瞬态因素从何而来？

充电桩的电气环境相对多样。雷击产生的感应浪涌可通过供电线路传入设备内部；电网中其他设备的投切也会引发高频振荡尖峰；充电枪在插拔瞬间，因触点抖动也会产生短暂的电压变化。这些瞬态事件持续时间较短，但若能量超出一定范围，会对后级的电路及模块产生影响。

针对这类情况，行业内普遍采用分级防护的思路。通常在交流输入端口，先由气体放电管或压敏电阻处理大部分浪涌能量，再由TVS二极管对残余的、电压较高的尖峰进行限幅，将其限制在后续电路可承受的范围之内。

在充电桩的防护方案中，TVS的选型需结合电路工作电压与防护等级进行匹配。

反向截止电压是选型的首要考量。这一参数需高于电路正常工作时的最高电压，并留有一定裕量。例如在常见的220V交流充电桩中，考虑到电网波动，所选TVS的反向截止电压需高于峰值电压的1.2倍左右，确保在正常工作时TVS处于高阻状态，不产生漏电损耗。

峰值脉冲功率决定了TVS能够应对多强的浪涌冲击。根据IEC 61000-4-5标准中8/20μs波形测试要求，不同安装位置的充电桩对浪涌等级要求不同。对于暴露等级较高的户外直流快充桩，需选用峰值功率较高的器件；对于有完善建筑物防雷系统的交流桩，则需满足标准规定的浪涌测试要求。

箝位电压直接影响保护效果。当浪涌出现时，TVS迅速动作并将电压限制在某一水平，这一电压值必须低于被保护芯片的耐受电压。如果箝位电压过高，后级电路仍面临损坏可能；如果过低，则可能在正常电压波动时触发动作。

充电桩内部不同点位对TVS的要求存在差异。在交流电源输入端，通常选用双向TVS以应对正负两个方向的浪涌；在直流母线上，需选用反向截止电压较高、功率裕量充足的TVS系列；而在通信接口如CAN总线或RS-485上，则需关注TVS的寄生电容，低电容型号可避免信号传输出现畸变。

理论参数确定后，实际应用中还需结合PCB布局、走线电感等因素进行综合考量。TVS应尽可能靠近被保护端口或敏感芯片，以减小引线电感对箝位效果的影响。在大功率应用场景，还需评估器件在重复浪涌下的热积累情况。

嘉兴南电在TVS产品领域具备从芯片设计到封测的全链条能力，可为充电桩客户提供符合上述选型逻辑的标准品与定制化方案。其FAE团队能够结合具体的电路拓扑、浪涌等级要求及板级空间限制，协助工程师完成从器件选型到方案验证的完整流程，确保每一颗TVS都能在需要时发挥其预设的防护作用。