第七部分瞬态脉冲干扰的抑制ppt课件

第七部分瞬态脉冲干扰的抑制瞬态干扰对设备的要挟电快速脉冲浪涌静电放电静电放电电源端口信号端口浪涌电快速脉冲静电放电感性负载断开时产生的干扰20 200 VdctVLI0VdcVLt电源回路中的电流电压C对应的对应的EMC实验：实验：EFT特点：脉冲串特点：脉冲串两种触点击穿导通机理气隙上的电压击穿电压击穿电压维持电压320V0.08mm 接触点间隔 阳极(+)阴极()电子流辉光放电辉光放电 气体电离气体电离弧光放电弧光放电 金属气化金属气化浪涌产生的缘由普通小于普通小于75kA最大可达最大可达300kAI导体周围产导体周围产生强磁场生强磁场对应对应EMC实验：浪涌实验：浪涌特点：能量大特点：能量大静电放电景象放电电流放电电流 I1ns100nsIt对应对应EMC实验：实验：ESD特点：频率范围宽特点：频率范围宽瞬态干扰的频谱A0.5A 2A 1/1/tr时间时间频率频率瞬态类型瞬态类型 tr 1/1/tr A 2AEFT 5ns 50ns 6.4MHz 64MHz 4kV 0.4V/MHzESD 1ns 30ns 10MHz 320MHz 30A 1.8A/MHz浪涌浪涌 1.2s 50s 6.3kHz 265kHz 4kV 0.4V/MHz消除感性负载干扰RRCLLLRL阻尼电路参数确定R:越大，开封锁合越大，开封锁合时限流作用越好时限流作用越好越小，开关断开越小，开关断开时反充电压越小时反充电压越小V/Ia R RL折衷折衷C:由于没有弧光，由于没有弧光，L中的能量全部进入中的能量全部进入C，VC=I(L/C)1/2为了防止发生辉光，为了防止发生辉光，VC (I/300)2 L为了防止发生弧光，电容充电速率要小于为了防止发生弧光，电容充电速率要小于1V/s，C 10-6 I过零开关消除干扰电感电电感电流取样流取样VDC继电器+-电压比较器电压比较器瞬态干扰抑制原理分压法：分压法：正温度系数电阻正温度系数电阻电电 阻阻电电 感感电电 容容分流法：分流法：负温度系数电阻负温度系数电阻压敏电阻压敏电阻瞬态抑制二极管瞬态抑制二极管气体放电管气体放电管低通滤波器：截止频率小于低通滤波器：截止频率小于1/低通滤波器对瞬态干扰的作用fILf+fCOfCOAf输入脉冲频谱输入脉冲频谱滤波器特性滤波器特性输出脉冲频谱输出脉冲频谱2A2AFco 1/VOUT=VP(f)f1=2VIN /=2VIN/输出脉冲的幅度略有降低输出脉冲的幅度略有降低fcoVINVOUT Fco 1/Parseval 定律：时域中的能量等于频域中的能量：定律：时域中的能量等于频域中的能量：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低通滤波器对瞬态干扰的抑制VOUT/VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010瞬态干扰抑制器件 浪涌电压浪涌电压压敏电阻压敏电阻瞬态抑制二极管瞬态抑制二极管气体放电管气体放电管2205001000钳位不紧钳位不紧电流容量不大电流容量不大有跟随电流有跟随电流气体放电管的跟随电流跟随电流跟随电流寄生电容小寄生电容小电流容量大电流容量大不可用在直流的场所！不可用在直流的场所！放电管与压敏电阻组合优点：优点：没有跟随电流没有跟随电流 没有漏电流没有漏电流 钳位电压低钳位电压低用低通滤用低通滤波器消除波器消除作用在开关电源上的浪涌开关电源等效电路开关电源等效电路6kV,3kA1.2 50 s浪涌波形浪涌波形0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌电压浪涌电压电源上电压电源上电压流进电源的电流流进电源的电流浪涌抑制器件的维护作用开关电源等效电路6kV,3kA1.2 50 s浪涌波形浪涌波形0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌电压浪涌电压抑制后的电压抑制后的电压流进电源的电流流进电源的电流流进抑制器的电流流进抑制器的电流大部分电流大部分电流流进了电源流进了电源TVS增容问题RR 1M1M不行不行可以可以最好最好多级浪涌抑制电路V1、V2=额定任务电压I2=第二级额定峰值电流V2 V0+电压偏向2V1 V2+电压偏向1+电压偏向2V=V1MAX-V2MIN Z V/I2P V1 V2 V0MAX 浪涌一级二级VV2 V1 V0 Z VI2P 地线反弹与对策设备地设备参考地VGVZ+VGVZ假设电流为假设电流为5kA，地线阻抗为，地线阻抗为0.5，那么反弹电压到达，那么反弹电压到达2500V!静电放电景象放电电流 I1ns100nsItESD对电路任务影响的机理不良搭接孔缝电流找阻抗最小途径静电放电产生的电磁场ESD产生的电磁场 5 10 151234电场 kV/m磁场 A/m51015时间 ns10 cm20 cm50 cm静电实验的方法静电放电实验直接放电实验感 应非接触放电接触放电在附近放电产生感应场Ipeak tr 30 60 t(ns)I1I290%ESD常见问题与改良 ESDVESDESDVESD屏蔽层ESD常见问题与改良ESD1I1ESD2I2二次放电ESD1I1ESD2铁氧体磁珠电缆上的ESD防护电缆/机箱搭接VN正确错误