在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的時代，電子產品已廣泛融入人們生活與工作的各個角落。從日常使用的手機、電腦，到工業(yè)生產中的各類精密設備，都離不開穩(wěn)定可靠的電源供應。而開關電源系統(tǒng)作為電子產品的核心供電部件，其性能與穩(wěn)定性至關重要。然而，自然雷電浪涌的存在，如同隱藏在電子產品背后的 “殺手”，時刻威脅著開關電源系統(tǒng)的正常運行。

雷電，這一自然現(xiàn)象的本質是攜帶不同電荷的云層與云層、云層與地面之間產生的瞬間擊穿空氣的放電現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，全世界平均每秒就會發(fā)生近百次左右的雷電現(xiàn)象。單次雷電的電壓大約是 1 億至 100 億伏特不等，所產生的電流平均可達數(shù)萬安培，瞬間放電功率達到數(shù)十億至數(shù)百億千瓦 ，威力驚人。

當雷電發(fā)生時，不僅會帶來直接雷擊的危害，還會產生雷電浪涌這一副產品。雷電浪涌產生的原因主要有以下幾種。其一，感應雷擊電涌過電壓，雷擊閃電產生的高速變化的電磁場，閃電輻射的電場作用于導體，會感應出很高的過電壓，這類過電壓具有很陡的前沿并快速衰減。其二，直接雷擊電涌過電壓，直接落雷在電網上，由于瞬間能量巨大，破壞力超強。其三，雷擊傳導電涌過電壓，由遠處的架空線傳導而來，其能量隨線路的延長而減弱。其四，振蕩電涌過電壓，動力線等效一個電感，并于大地及臨近金屬物體間存在分布電容，構成并聯(lián)諧振回路，在 TT、TN 供電系統(tǒng)，當出現(xiàn)單相接地故障的瞬間，由于高頻率的成分出現(xiàn)諧振，在線路上產生很高過電壓 。

自然雷電浪涌對電子產品的開關電源系統(tǒng)有著多方面的影響。從破壞原理與現(xiàn)象來看，可能會造成飛弧，在被損的部件上留下明顯的電弧痕跡;會產生電暈，在絕緣體表面上形成明顯的電蝕痕跡，使被蝕部位絕緣下降;還可能導致控制電路的 IC 等元件損壞，一般電子設備、家用電器的整流元件、穩(wěn)壓元件損壞，甚至造成接地故障使設備帶電，引發(fā)設備相間短路等問題。

具體而言，自然雷電浪涌可能導致開關電源系統(tǒng)出現(xiàn)災難性危害和積累性危害。災難性危害指的是一個電涌電壓超過設備的承受能力，則這個設備完全被破壞或壽命大大降低。例如，電機通常的絕緣電壓為正常工作電壓的 2 倍加 1000V 左右，故 220V 電機的絕緣電壓一般為 1500V。而浪涌不斷地沖擊電機的絕緣層，就可能導致絕緣層被擊穿 。積累性危害則是多個小電涌累積效應造成半導體器件性能的衰退、設備發(fā)故障和壽命的縮短，最后導致停產或是生產力的下降 。

雷電浪涌對開關電源系統(tǒng)的影響還體現(xiàn)在多個具體的方面。在電壓方面，浪涌會導致電壓波動，使得正常工作情況下的機器設備自動停止或啟動。在一些用電設備中，如空調、壓縮機、電梯、泵或電機等運行時，電腦控制系統(tǒng)經常出現(xiàn)無理由復位，電機也經常需要更換或重繞，電氣設備由于故障、復位或電壓問題而縮短使用壽命。從電路元件角度看，差模雷擊產生高的差模電流能導致輸入大電容的電壓升高，進而損壞輸入大電解電容和開關管的漏極。共模雷擊會產生非常高的共模電壓，共模電壓能造成電弧放電。若發(fā)生電弧放電，會產生一個非常高的高頻的電流。如果沒有電弧放電發(fā)生，電流比較小，只有寄生電容 Cparasitic * dv/dt。而當發(fā)生一個電弧放電時，得到的非常高的峰值高頻電流產生的噪聲能耦合進入低壓電路導致誤動作 。

在實際生活中，因雷電浪涌導致電子產品開關電源系統(tǒng)受損的案例屢見不鮮。例如，在一些雷雨多發(fā)地區(qū)，戶外的監(jiān)控設備常常因遭受雷電浪涌沖擊，其開關電源系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)故障，導致監(jiān)控畫面中斷，無法正常發(fā)揮監(jiān)控作用。還有一些工業(yè)生產中的自動化設備，一旦開關電源系統(tǒng)被雷電浪涌損壞，可能會導致整個生產線的停滯，給企業(yè)帶來巨大的經濟損失 。

為了減少自然雷電浪涌對電子產品開關電源系統(tǒng)的影響，可采取多種防護措施。在硬件設計方面，可以使用浪涌保護器，它能在極短的時間內導通分流，避免浪涌對回路中其他設備的損害。常見的浪涌保護器元件包括放電間隙、氣體放電管、壓敏電阻等 。在軟件設計上，可以通過優(yōu)化電路控制算法，提高開關電源系統(tǒng)對電壓波動的自適應能力。同時，在設備的安裝與使用過程中，要確保良好的接地，降低接地電阻，以減少雷電浪涌造成的危害 。

自然雷電浪涌對電子產品的開關電源系統(tǒng)影響顯著，了解其產生原因、危害方式及防護措施，對于保障電子產品的穩(wěn)定運行、延長設備使用壽命、降低經濟損失具有重要意義。在未來，隨著科技的不斷進步，應進一步深入研究雷電浪涌的防護技術，以更好地應對這一自然威脅。