EMC器件介绍解析

EMC器件介绍,EMC器件,一、EMC元件简介,二、常用EMC滤波器件的介绍,三、常用瞬态器件的介绍,四、常用EMC测试项的介绍,五、浪涌防护设计简介,EMC元件简介,EMC(,ElectroMagnetic Compatibility,)元器件的分类:,1、电容类低阻元件,2、电感类高阻元件,3、瞬态抑制器件,EMC元件简介,EMC滤波设计常用元件：,电容：高频滤波电容、穿心电容,电感：差模电感、共模电感,高频滤波磁珠、多孔磁珠、,各种外形磁环,滤波器：馈通滤波器、一般EMI滤波器,组合滤波器,常用EMC滤波器件的介绍,电,容器,纸质电,容器,云,母电容器,塑料电,容器,陶瓷电,容器,钽液体电解电,容器,钽固体电解电,容器,电解电,容器,铝液体电解电,容器,铝固体电解电容器,电容器的主要参数：,1、谐振点 F=1/2,*,(LC),1/2,2、ESR,3、ESL,4、Irms纹波电流,5、漏电电流,6、电容的耐压值,7、工作温度,8、电容的精度范围,常用EMC滤波器件的介绍,C,ESR,ESL,电容的等效模型,F=1/2*(LC)1/2,感性,容性,常用EMC滤波器件的介绍,陶瓷电容温度曲线,电容的分类有五种通用的介质,COG(NPO),X7R,X5R,Z5U,Y5V,类电容器瓷(COG)，它是順電材料,类电容器瓷(X7R、X5R、)，它是鉄電物質材料,类电容器瓷 Y5V、Z5U，它是鉄電物質材料,钽电容ESR和频率的关系,常用EMC滤波器件的介绍,钽电容温度曲线,钽电容电压和温度曲线,常用EMC滤波器件的介绍,铝电解与其它电容温度曲线比照图,铝电解电容ESR和温度的关系,常用EMC滤波器件的介绍,去纹滤力气，输入频率1MHz,常用EMC滤波器件的介绍,电容类型,陶瓷电容,钽电容,铝电解电容,工作电压,6.3V-5000V,2.5V-50V,6.3V-450V,容值,Up to 100uF,Up to 1500uF,Up to 10KuF,成本,低,高,低,极性,无极性,有极性,有极性,ESR,非常低,很低,低,温度特性,材料不同有所不同,稳定,次稳定,失效模式,短路/参数变化,短路/参数变化,开路/参数变化,优点,外型尺寸小、价格便宜、稳定性好、电容值范围宽,电感低、电容值范围宽,电容值高、电流大、电压高、尺寸小,缺点,通常电容值低,泄漏很大、通常有极性、价格贵、稳定性差、精度差,泄漏大、有极性、稳定性差、精度低,常用EMC滤波器件的介绍,EMC常用感件,1、线绕电感,2、叠层电感器,3、磁珠,电感的主要性能参数：,1、电感量,2、测试频率,3、公差,4、自谐振频率:F=1/2,*(,LC),1/2,5、最大直流电阻,6、最大直流电流,7、承受电压,8、工作温度,ESR,L,C,电感的等效模型,F=1/2*(LC)1/2,感性,容性,共模电感：主要是起EMI的一个滤波的作用，用于滤除高速信号线产生的电磁波辐射，它是两个绕组分别接在零线和火线上,两个绕组同进同出,滤除共模信号,共模干扰：是相线与地之间，干扰信号的相位一样，电位相等,常用EMC滤波器件的介绍,差模电感是一个绕组 单独接在零线和火线上同电容,组成一个LC滤波网络。,常用EMC滤波器件的介绍,常用EMC滤波器件的介绍,VCC,GND,PND,共模扼流圈：0.5-1mH，低频电容10uF-47uF，高频电容1000pF,共模电感：0.3mH-20mH 差模电感：100uH CY 安规电容4700pF漏电小于3.5mA 3000V CX 安规电容0.47uF,使用差模和共模滤波器可以消退300KHz-30MHz的传导干扰，在差模干扰起主导作用，在0.1MHz-1MHz差模和共模干扰共同起作用，在1MHz-30MHz共模干扰起作用设计阅历。,常用EMC滤波器件的介绍,安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全。,安规X电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压：,2.5kV,X1 4.0kV X2 2.5kV X3 1.2kV,安规Y电容安全等级:1、大于8KV 2、大于5KV,3、2.5KV,Y电容跨接在大地和相线之间，因此它对漏电流有确定的要求：欧洲的IEC对漏电流要求较高.最严格的如瑞典,漏电流要求为0.25mA,所以y电容最多能用到3.2nF.但,很多国家有不同标准,如德国的漏电流分为两级,0.5mA和3.5mA,所以最大的可以用到6.4nF和44.6nF.,i=C*(du/dt),漏电流的计算：,i 是指：漏电电流,C是指Y型电容的值,常用瞬态器件的介绍,类型,气体放电管（GDT）,半导体放电管（TSS）,压敏电阻（MOV）,瞬态电压抑制器,保护方式,负阻,负阻,嵌位,嵌位,工作原理,气体电离导电,可控硅结构,氧化锌晶粒结构,齐纳二极管结构,响应时间,大于1us,小于1ns,ns数量级,ns数量级,极间电容,小于3pf,小于20pf,几百pf,大于3pf,最大瞬态通流量,1000KA,1000A,4000A,100A,重复使用,可以（需定期更换）,可以,可以,可以,残压,较高,较低,高,很低,优点,通流量容量大，绝缘电阻高，漏电流小，寄生电容小,浪涌吸收能力强，精确导通、快速响应，耐压高，漏电流低，可靠性高,价格便宜，通流容量大，残压较低，反应时间较快,残压低，动作精度高，反应时间快，无跟随电流（续流），嵌位电压低,缺点,响应时间长，反应慢,残压高，存在续流，动作电压精度低，容易老化,通流容量小,漏电流较大，老化速度相对较快，钳位电压较高，随着受浪涌冲击次数的增加，漏电增加，寄生电容大,耐流能力差，通流容量小,常用瞬态器件的介绍,I,T,=导通电流,I,s,=转折电压,I,H,=保持电流,V,DRM,=击穿电压,V,S,=转折电压,V,T,=导通电压,I,pp,=最大峰值电流,I,pp,=最大反向电流,I,F,=最大正向电流,I,R,=最大漏电流,I,T,=击穿电流,V,RWM,=工作峰值电压,V,BR,=击穿电压,V,C,=嵌位电压,V,F,=正向电压,半导体放电管,单向TVS管,常用瞬态器件的介绍,半导体放电管的系统参数,常用瞬态器件的介绍,MOV测试波形,放电管波形,常用EMC测试项的介绍,EMI测试工程：,1、辐射测试,2、传导测试(9KHz-30MHz),EMS测试工程：,1、静电放电,2、射频电磁场抗扰度,3、快速瞬变脉冲群,4、雷击浪涌抗扰度,5、射频场感应传导抗扰度,6、工频磁场抗扰度试验,7、电压跌落短时中断和电压渐降抗扰度,常用EMC测试项的介绍,静电放电参考模形,模拟人体电容：C,S,=150PF,人体放电电阻：R,d,=330R,标准：IEC61000-4-2,常用EMC测试项的介绍,快速瞬变脉冲群,测试,标准：IEC61000-4-4,常用EMC测试项的介绍,快速瞬变脉冲群等级：,常用EMC测试项的介绍,快速瞬变脉冲群的产生、危害、及防护方法：,当电路中机械开关对电感性负载的切换，常常对电路中其它电气和电子设备产生干扰。这种干扰的特点是脉冲成群消逝，脉冲重复频率高，脉冲波形上升时间短，但单个脉冲的能量较小，一般不会造成设备故障，但会常常使设备误动作。,脉冲群干扰之所以会误动作是因脉冲群对线路中半导体器件结电容充电，当结电容的电荷量到达确定程度后便会消逝设备的误动作。,脉冲群干扰的防护：对传输通道进展脉冲吸取和滤波、对空间辐射实行屏蔽和隔离。,常用EMC测试项的介绍,雷击浪涌抗扰度：,浪涌测试电压波形10us700us,室外设备,浪涌测试电压波形1.2us50us(8us20us),室内设备,IEC61000-4-5,浪涌防护设计简介,雷击浪涌抗扰度设计：室内防护和室外防护,室内防护受大电流冲击可能性较小，使用TVS防护即可。,室外防护受大电流冲击的可能性较大，需要使用气体放电管或压敏电阻等泄放电流大的疼惜器件和TVS组合形成二级、三极防护电路；气体放电管和压敏电阻过流力气强大部份的电流通过它们进展泄放，它们产生的殘压通过TVS泄放。,Input,Out,室内防护,Input,Out,Input,Out,PGND,Input,Out,GDT,MOV,TVS,GDT,TVS,TVS,GDT,启动电压的设置：,GDTMOV+L1*dI/dt,MOVTVS+L2*dI/dt,图1,图2,图3,如图3所示3级浪涌防护的起作用顺,序为：TVS MOV GDT,浪涌防护设计简介,L,L,L,L1,L2,启动挨次为：GDT MOV TVS,