电子设备对雷击浪涌冲击非常敏感,所产生的瞬态过电压和大电流可能会使设备器件遭受破坏后失效,造成不可估量的损失。为了防止设备电源端口和器件遭受雷击损坏,需要使用浪涌保护器（Surge Protection Device,SPD）进行过电压保护。首先,论文研究了气体放电管（Gas Discharge Tube,GDT）的物理电学特性,在PSpice软件仿真的基础上结合1.2/50-8/20μs组合波冲击试验提出了非线性电阻与电压控制开关建模的GDT模型,同时给出了冲击浪涌峰值为2k V,3k V,6k V的电压随时间和冲击放电电压、上升时间随冲击电压变化率的实验测试与仿真结果对比。其次,为了解决SPD中GDT和压敏电阻（Metal Oxide Varistor,MOV）在雷击浪涌冲击下级间配合工作方式的问题,论文分析了GDT与MOV的非线性伏安特性,运用波过程理论的方法建立了导线在一点处的联结模型图,通过所建立的模型推导出了波阻抗与电流、电压相量之间的关系,计算了MOV和GDT单个器件和组合形式的入射、反射、折射电流以及它们所发生的时间,并且对实验与仿真计算进行了对比分析。通过探讨SPD级间配合工作问题,论文设计了通信基站监控设备与控制系统电源端口防护电路模型,该模型包含了AC220V电源线一级防护电路和DC/DC电源模块二级防护电路两大部分,其中一级防护电路采取三种设计方案,对这三种方案分别从器件的选取、方案的耐压能力等方面进行了实验仿真对比分析;二级防护电路采用一级泄流和二级泄压的复合设计方法,将防护电路进行了瞬态分析以及共模和差模模式下高频滤波分析、插入损耗分析。结果表明,该综合防护电路解决了电源端口多级防护之间大电流泄放问题,有良好的浪涌抑制效果。