第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制課件

1、第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾對設(shè)備(shbi)的威脅電快速(kui s)脈沖浪涌靜電(jngdin)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第一頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制感性負載斷開時產(chǎn)生(chnshng)的干擾20 200 VdctVLI0VdcVLt電源回路中的電流(dinli)（電壓）C對應(yīng)對應(yīng)(duyng)的的EMC實驗：實驗：EFT特點：脈沖串特點：脈沖串第二頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制兩種觸點(ch din)擊穿導(dǎo)通機理氣隙上的電壓(diny)擊穿擊穿(j chun)電電壓壓維持電壓320V0.08mm 接觸點距離 陽極(+)陰極()

2、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 金屬氣化金屬氣化第三頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制浪涌產(chǎn)生(chnshng)的原因一般一般(ybn)小于小于75kA最大可達最大可達300kAI導(dǎo)體周圍導(dǎo)體周圍(zhuwi)產(chǎn)生強產(chǎn)生強磁場磁場對應(yīng)對應(yīng)EMC實驗：浪涌實驗：浪涌特點：能量大特點：能量大第四頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制靜電(jngdin)放電現(xiàn)象放電放電(fng din)電電流流 I1ns100nsIt對應(yīng)對應(yīng)(duyng)EMC實驗：實驗：ESD特點：頻率范圍寬特點：頻率范圍寬第五頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾(gnro)的

3、頻譜A0.5A 2A 1/1/ tr時間時間(shjin)頻率頻率(pnl)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第六頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制消除(xioch)感性負載干擾RRCLLLRL第七頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制阻尼電路參數(shù)(cnsh)確定R:越大，開關(guān)閉合越大，開關(guān)閉合(b h)時限流作用越好時限流作用

4、越好越小，開關(guān)斷開越小，開關(guān)斷開(dun ki)時反充電壓越小時反充電壓越小V / Ia R RL折衷折衷C:由于沒有弧光，由于沒有弧光，L中的能量全部進入中的能量全部進入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第八頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制過零開關(guān)消除(xioch)干擾電感電感(din n)電流取電流取樣樣VDC繼電器+-電壓電壓(diny)比較比較器器第九頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾(g

5、nro)抑制原理分壓法：分壓法：正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)(xsh)電電阻阻電電 阻阻電電 感感電電 容容分流分流(fn li)法：法：負溫度系數(shù)電阻（壓負溫度系數(shù)電阻（壓敏電阻）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低通濾波器：截止頻率小于低通濾波器：截止頻率小于1 / 第十頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制低通濾波器對瞬態(tài)干擾(gnro)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(txng)輸出輸出(shch)脈沖脈沖頻譜頻譜2A 2A 第十一頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制Fco 1 / VOUT = VP(f) f1 =

6、2VIN / = 2VIN / 輸出脈沖輸出脈沖(michng)的幅度略有降低的幅度略有降低fcoVINVOUT 第十二頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制Fco 1 / Parseval 定律：時域中的能量定律：時域中的能量(nngling)等于頻域中的等于頻域中的能量能量(nngling)： 00V2(f)df =V2(t)dt fco00(2VIN )2df =V 2OUT dt out= 1 / fco(2VIN )2 fco =V 2OUT / fco V / V OUT =2 fco fco out第十三頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制低通濾波器對瞬態(tài)干擾(gnro

7、)的抑制VOUT / VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010第十四頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾(gnro)抑制器件 浪涌電壓浪涌電壓(diny)壓敏電阻壓敏電阻瞬態(tài)抑制瞬態(tài)抑制(yzh)二二極管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第十五頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制氣體放電管的跟隨(n su)電流跟隨跟隨(n su)電流電流 寄生電容小寄生電容小 電流電流(dinli)容量容量大大不可用在直流的場合！不可用在直流的場合！第十六頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾

8、的抑制放電管與壓敏電阻組合(zh)優(yōu)點：優(yōu)點： 沒有沒有(mi yu)跟隨電跟隨電流流 沒有漏電流沒有漏電流 鉗位電壓低鉗位電壓低用低通濾波用低通濾波器消除器消除(xioch)第十七頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制作用(zuyng)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(b xn)0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌電壓浪涌電壓(diny)電源上電壓電源上電壓流進電源的電流流進電源的電流第十八頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制浪涌抑制器件(qjin)的保護作用開關(guān)電源等效電路6kV, 3

9、kA1.2 50 s浪涌波形浪涌波形(b xn)0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌電壓浪涌電壓(diny)抑制后的電壓抑制后的電壓流進電源的電流流進電源的電流流進抑制器的電流流進抑制器的電流大部分電流大部分電流流進了電源流進了電源第十九頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制TVS增容問題(wnt)RR 1MR = V / Ipeak V = 兩管鉗位差兩管鉗位差 Ipeak = TVS的峰值的峰值(fn zh)電流電流1M不行不行(bxng)可以可以最好最好第二十頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制多級浪涌抑制(yzh)電路V1、V2 = 額定工作電壓

10、I2 = 第二級額定峰值(fn zh)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 第二十一頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制地線反彈(fn dn)與對策設(shè)施地設(shè)備參考地VGVZ + VGVZ若電流若電流(dinli)為為5kA，地線阻抗為，地線阻抗為0.5 ，則反彈電壓達到，則反彈電壓達到2500V !第二十二頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制靜電放電(fng din)現(xiàn)象放電(fng din)電流 I1ns100nsIt第二十三頁

11、，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD對電路(dinl)工作影響的機理不良(bling)搭接孔縫電流(dinli)找阻抗最小路徑靜電放電產(chǎn)生的電磁場第二十四頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD產(chǎn)生(chnshng)的電磁場 5 10 151234電場(din chng) kV/m磁場(cchng) A/m51015時間 ns10 cm20 cm50 cm第二十五頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制靜電試驗(shyn)的方法靜電放電(fng din)試驗直接(zhji)放電試驗感 應(yīng)非接觸放電接觸放電在附近放電產(chǎn)生感應(yīng)場Ipeak tr 30 60 t(ns)I1I290%第二十六頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD常見問題與改進(gijn) ESDVESDESDVESD屏蔽(pngb)層第二十七頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD常見問題與改進(gijn)ESD1I1ESD2I2二次放電(fng din)ESD1I1ESD2鐵氧體磁珠第二十八頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制電纜(dinln)上的ESD防護電纜(dinln)/機箱搭接VN正確(zhngqu)錯誤第二十九頁，共三十頁。第七部分-瞬態(tài)脈沖干擾的抑制內(nèi)容(nirng)總結(jié)瞬態(tài)干擾(gnro)對設(shè)備的威脅。20