文宗时，尝遣使者至西域，见甘、凉、瓜、 沙等州城邑如故，而陷虏之人见唐使者，夹道迎呼，涕泣曰：“皇帝犹念陷蕃人民否？”其人皆天宝时陷虏者子孙，其语言稍变，而衣服犹不改。 - 《五代史》
大唐开成五年，此时距离陇右陷于吐蕃已经七十年，距离安西都护府陷落已经三十年。陇右遗民看见唐朝使者，竟夹道迎呼、激动万分，哭着问道：“皇帝还记得沦陷于吐蕃的百姓吗？”
唐朝真是个与众不同的朝代，在内忧外患的连续打击下，哪怕山河破碎，依然展现出惊人的韧性，依然是民心之所向、众望之所归。河西走廊两千年，是汉朝时的理想、唐朝时的忠贞、左宗棠时的辉煌。
而现在的电子产品，何尝不是每天连续遭受打击，那么它扛得住吗？
在电子产品防护设计领域，为了摸底电子产品是否可靠，通常也会在开发阶段进行可控、连续、饱和地攻击，工程师期待发现设计上的薄弱环节，并进行改进。
浪涌防护背景
浪涌，英文为surge，或electrical surge。顾名思义就是瞬间出现的大电压/大电流。 瞬间，量化到具体数值通常为微秒级（静电为纳秒级）。
电浪涌，虽不如雷公电母声势浩大（人眼看不见，得用示波器才能看见），但它造成的损害是实实在在存在的。根据手机产品的售后故障机器分析，不少充电问题、不开机问题都指向浪涌这个江洋大盗。
可能引起浪涌的场景包括但不限于：
- 电子产品在充电时，市电网络上发生重型设备（尤其是大型感性负载）加载、短路、切换等场景，会产生巨大的电流变化，从而引起电网电压的瞬间跌落或电压尖峰；
- 电子产品在充电时，自然界的雷电现象打到了市电网络上，分为直接雷和间接雷两种。小时候的家电设计不可靠，老是在打雷的下雨天发生损坏，即可印证这点；
- 充电器的热插拔，上电瞬间，充电器内部的电容和手机VBUS电容瞬间是短路的，会有浪涌电流；拔出瞬间，电流通路被强行切断，可能会因为寄生电感效应产生电压尖峰；
- 充电场景复杂化，除了标配的充电器，用户也可能使用山寨充电器、点烟头、工地电源等五花八门的设备给手机充电，而这些设备有可能忽略浪涌设计。比如山寨充电器，为了节省成本，通常会省略浪涌抑制电路（如MOV、NTC等），无法有效平滑电网传导过来的浪涌。
浪涌发生器简介
为了在实验室，以可控的条件摸底电子产品的抗浪涌性能，通常会由一种机器模拟浪涌的发生，我们称之为浪涌发生器，大致长下面这个样子。
把浪涌发生器的输出接到示波器上，实测到浪涌发生器所产生的一种波形如下图：
浪涌发生器的波形不是随便设计的，而是按照国际电工委员会IEC颁布的IEC61000-4-5和IEC801-5标准及部分客户要求制造的。
在消费类电子领域，主要用到组合波（1.2/50μs电压波 + 8/20μs电流波）。
- 1.2/50μs电压波：指电压从峰值的10%上升到90%所需的时间为1.2μs，半峰时间为50μs。
- 8/20μs电流波：指电流从峰值的10%上升到90%所需的时间为8μs， 半峰时间为20μs。
1.2/50us是对浪涌发生器的电压放电要求，在负载开路情况下，我们可以测到浪涌发生器应输出波前电压1.2us，电压半峰值时间50us。
而在输出短路情况下，我们能测到电流放电要求，即输出波前电流8us，电流半峰值时间20us。
而开路输出电压与短路输出电流的比值，我们称为浪涌发生器内阻，通常是2Ω。
浪涌发生器内部原理
下图是浪涌测试发生器的内部原理示意图，一个标准的浪涌发生器主要由以下几个部分构成：
- 高压电源，这是能量来源，首先将市电（220V AC）转换成高压直流电，并对内部的储能电容器Cc进行充电，积蓄能量。
- 脉冲形成网络，由电阻和电感组成。当触发信号下达时，之前储存在高压电容器中的能量会通过这个网络进行瞬间放电。通过这个网络的元件参数，可以精确地控制放电电流和电压的上升时间和下降时间，从而塑造出我们需要的1.2/50μs电压波形和8/20μs电流波形。
- 触发与控制电路，决定何时释放储存的能量，可以通过接收用户的指令（如通过前面板或电脑软件），在精确的时刻产生一个触发脉冲，启动浪涌测试。
- 耦合/去耦网络，将浪涌脉冲有目的性地、准确地施加到被测设备上的接口部分，防止误伤友军。
耦合/去耦原理
在实际测试时，选择不同的耦合去耦网络，会导致测试结果有差异。只有指定的耦合去耦网络，测试结果才有可比性。故耦合/去耦的原理较为重要，单独列出来加以说明。
- 耦合路径：通常由耦合电容（提取差模能量）或二极管（使能量单向运行、防止回流）构成，将浪涌脉冲叠加到正常的电源信号上，再输送给被测设备。
- 去耦网络：通常由电感（防止高频浪涌脉冲反向窜入供电电源）或二极管（使能量单向运行、防止回流）组成，确保浪涌能量只流向被测设备。
以prima浪涌发生器为例，最早的TVS 8/20产品是没有耦合/去耦网络的，适用于测试单体器件（如TVS）的抗浪涌能力，不太适用浪涌抑制器件在系统中的带电测试。于是第二版中增加了IEC61000-4-5标准的耦合/去耦网络，最终升级为现在的、含有四种耦合/去耦网络的TVS 8/20。
耦合/去耦网络示意图如下图：
耦合网络还有如下要点：
- 电容C耦合中，对于特定的8/20uS电流波形，容抗相对固定，不会随着电流大小发生变化，2欧姆的虚拟阻抗相对稳定；
- 而在二极管D2耦合时，二极管表现出的阻抗会变化，所以1.2/50uS的电压越高，8/20uS电流越大，会朝着小于虚拟阻抗2欧姆的方向变化。
总结
浪涌发生器作为测试设备，为电子设备在开发阶段筑起忠贞不渝的防线，有利于提升产品可靠性，建立口碑。
有些手机公司为了降本增效，会在用户看不到的地方省钱。虽然你的参数是最顶的，但用户最终会知道手机的使用时间和五花八门的BUG，并在以后见证谁在裸泳。
