電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制

1、瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾對設(shè)備的威脅電快速脈沖浪涌靜電放電靜電放電電源端口信號端口浪涌電快速脈沖靜電放電感性負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生的干擾20 200 VdctVLI0VdcVLt電源回路中的電流（電壓）C對應(yīng)的對應(yīng)的EMC實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：EFT特點(diǎn)：脈沖串特點(diǎn)：脈沖串兩種觸點(diǎn)擊穿導(dǎo)通機(jī)理氣隙上的電壓擊穿電壓擊穿電壓維持電壓320V0.08mm 接觸點(diǎn)距離 陽極(+)陰極()電子流輝光放電輝光放電 氣體電離氣體電離弧光放電弧光放電 金屬氣化金屬氣化浪涌產(chǎn)生的原因一般小于一般小于75kA最大可達(dá)最大可達(dá)300kAI導(dǎo)體周圍產(chǎn)導(dǎo)體周圍產(chǎn)生強(qiáng)磁場生強(qiáng)磁場對應(yīng)對應(yīng)EMC實(shí)驗(yàn)：浪涌實(shí)驗(yàn)：浪涌特點(diǎn)：能量大特點(diǎn)：能量大

2、靜電放電現(xiàn)象放電電流放電電流 I1ns100nsIt對應(yīng)對應(yīng)EMC實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：ESD特點(diǎn)：頻率范圍寬特點(diǎn)：頻率范圍寬瞬態(tài)干擾的頻譜A0.5A 2A 1/1/ tr時(shí)間時(shí)間頻率頻率瞬態(tài)類型瞬態(tài)類型 tr 1/ 1/ tr A 2A EFT 5ns 50ns 6. 4MHz 64MHz 4kV 0.4V/MHzESD 1ns 30ns 10MHz 320MHz 30A 1.8 A/MHz浪涌浪涌 1.2 s 50 s 6.3kHz 265kHz 4kV 0.4V/MHz消除感性負(fù)載干擾RRCLLLRL阻尼電路參數(shù)確定R:越大，開關(guān)閉合越大，開關(guān)閉合時(shí)限流作用越好時(shí)限流作用越好越小，開關(guān)斷開越小，開

3、關(guān)斷開時(shí)反充電壓越小時(shí)反充電壓越小V / Ia R RL折衷折衷C:由于沒有弧光，由于沒有弧光，L中的能量全部進(jìn)入中的能量全部進(jìn)入C，VC = I (L/C)1/2為了防止發(fā)生輝光，為了防止發(fā)生輝光，VC ( I / 300 ) 2 L為了防止發(fā)生弧光，電容充電速率要小于為了防止發(fā)生弧光，電容充電速率要小于1V/ s，C 10- 6 I過零開關(guān)消除干擾電感電電感電流取樣流取樣VDC繼電器+-電壓比較器電壓比較器瞬態(tài)干擾抑制原理分壓法：分壓法：正溫度系數(shù)電阻正溫度系數(shù)電阻電電 阻阻電電 感感電電 容容分流法：分流法：負(fù)溫度系數(shù)電阻負(fù)溫度系數(shù)電阻（壓敏電阻）（壓敏電阻）瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管

4、氣體放電管氣體放電管低通濾波器：截止頻率小于低通濾波器：截止頻率小于1 / 低通濾波器對瞬態(tài)干擾的作用fILf+fCOfCOAf輸入脈沖頻譜輸入脈沖頻譜濾波器特性濾波器特性輸出脈沖頻譜輸出脈沖頻譜2A 2A Fco 1 / VOUT = VP(f) f1 = 2VIN / = 2VIN / 輸出脈沖的幅度略有降低輸出脈沖的幅度略有降低fcoVINVOUT Fco 1 / Parseval 定律：時(shí)域中的能量等于頻域中的能量：定律：時(shí)域中的能量等于頻域中的能量： 00V2(f)df =V2(t)dt fco00(2VIN )2df =V 2OUT dt out= 1 / fco(2VIN )2

5、fco =V 2OUT / fco V / V OUT =2 fco fco out低通濾波器對瞬態(tài)干擾的抑制VOUT / VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010瞬態(tài)干擾抑制器件 浪涌電壓浪涌電壓壓敏電阻壓敏電阻瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管氣體放電管氣體放電管2205001000鉗位不緊鉗位不緊電流容量不大電流容量不大有跟隨電流有跟隨電流氣體放電管的跟隨電流跟隨電流跟隨電流寄生電容小寄生電容小電流容量大電流容量大不可用在直流的場合！不可用在直流的場合！放電管與壓敏電阻組合優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 沒有跟隨電流沒有跟隨電流 沒有漏電流沒有漏電流 鉗位電壓低鉗位電壓低用低通濾用

6、低通濾波器消除波器消除作用在開關(guān)電源上的浪涌開關(guān)電源等效電路開關(guān)電源等效電路6kV, 3kA1.2 50 s浪涌波形浪涌波形0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌電壓浪涌電壓電源上電壓電源上電壓流進(jìn)電源的電流流進(jìn)電源的電流浪涌抑制器件的保護(hù)作用開關(guān)電源等效電路6kV, 3kA1.2 50 s浪涌波形浪涌波形0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌電壓浪涌電壓抑制后的電壓抑制后的電壓流進(jìn)電源的電流流進(jìn)電源的電流流進(jìn)抑制器的電流流進(jìn)抑制器的電流大部分電流大部分電流流進(jìn)了電源流進(jìn)了電源TVS增容問題RR 1MR = V / Ipeak V = 兩

7、管鉗位差兩管鉗位差 Ipeak = TVS的峰值電流的峰值電流1M不行不行可以可以最好最好多級浪涌抑制電路V1、V2 = 額定工作電壓I2 = 第二級額定峰值電流V2 V0 + 電壓偏差2V1 V2 + 電壓偏差1+電壓偏差2V =V1MAX - V2MIN Z V / I2P V1 V2 V0MAX 浪涌一級二級VV2 V1 V0 Z VI2P 地線反彈與對策設(shè)施地設(shè)備參考地VGVZ + VGVZ若電流為若電流為5kA，地線阻抗為，地線阻抗為0.5 ，則反彈電壓達(dá)到，則反彈電壓達(dá)到2500V !靜電放電現(xiàn)象放電電流 I1ns100nsItESD對電路工作影響的機(jī)理不良搭接孔縫電流找阻抗最小路徑靜電放電產(chǎn)生的電磁場ESD產(chǎn)生的電磁場 5 10 151234電場 kV/m磁場 A/m51015時(shí)間 ns10 cm20 cm50 cm靜電試驗(yàn)的方法靜電放電試驗(yàn)直接放電試驗(yàn)感 應(yīng)非接觸放電接觸放電在附近放電產(chǎn)生感應(yīng)場Ip