电磁兼容培训胶片第五部分瞬态脉冲干扰的抑制.ppt

2002年4月,第五部分瞬态脉冲干扰的抑制,天马行空官方博客：,2002年4月,瞬态干扰对设备的威胁,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,天马行空官方博客：,2002年4月,感性负载断开时产生的干扰,20200Vdc,t,VL,I0,Vdc,VL,t,电源回路中的电流（电压）,C,对应的EMC实验：EFT,特点：脉冲串,2002年4月,两种触点击穿导通机理,气隙上的电压,击穿电压,维持电压,320V,0.08mm接触点距离,阳极(+),阴极(),电子流,辉光放电气体电离,弧光放电金属气化,2002年4月,浪涌产生的原因,一般小于75kA最大可达300kA,I,导体周围产生强磁场,对应EMC实验：浪涌,特点：能量大,2002年4月,静电放电现象,放电电流I,1ns,100ns,I,t,对应EMC实验：ESD,特点：频率范围宽,2002年4月,瞬态干扰的频谱,A,0.5A,2A,1/,1/tr,时间,频率,瞬态类型tr1/1/trA2AEFT5ns50ns6.4MHz64MHz4kV0.4V/MHzESD1ns30ns10MHz320MHz30A1.8A/MHz浪涌1.2s50s6.3kHz265kHz4kV0.4V/MHz,2002年4月,消除感性负载干扰,R,R,C,L,L,L,RL,2002年4月,阻尼电路参数确定,R:,越大，开关闭合时限流作用越好,越小，开关断开时反充电压越小,V/IaR10-6I,2002年4月,过零开关消除干扰,电感电流取样,VDC,继电器,+,-,电压比较器,2002年4月,瞬态干扰抑制原理,分压法：,正温度系数电阻,电阻,电感,电容,分流法：,负温度系数电阻（压敏电阻）,瞬态抑制二极管,气体放电管,低通滤波器：截止频率小于1/,2002年4月,低通滤波器对瞬态干扰的作用,f,IL,f,+,fCO,fCO,A,f,输入脉冲频谱,滤波器特性,输出脉冲频谱,2A,2A,2002年4月,Fco1/,VOUT=VP(f)f1=2VIN/=2VIN/输出脉冲的幅度略有降低,fco,VIN,VOUT,2002年4月,Fco1/,Parseval定律：时域中的能量等于频域中的能量：,0,0,V2(f)df=,V2(t)dt,fco,0,0,(2VIN)2df=,V2OUTdt,out,=1/fco,(2VIN)2fco=,V2OUT/fco,V/VOUT=,2fco,fco,out,2002年4月,低通滤波器对瞬态干扰的抑制,VOUT/VIN,-10,-20,-30,-40,fCO,1/2,0.1,0.01,0.001,0,2002年4月,瞬态干扰抑制器件,浪涌电压,压敏电阻,瞬态抑制二极管,气体放电管,220,500,1000,钳位不紧,电流容量不大,有跟随电流,2002年4月,气体放电管的跟随电流,跟随电流,寄生电容小电流容量大,不可用在直流的场合！,2002年4月,放电管与压敏电阻组合,优点：没有跟随电流没有漏电流钳位电压低,用低通滤波器消除,2002年4月,作用在开关电源上的浪涌,开关电源等效电路,6kV,3kA1.250s浪涌波形,020406080100s,0,4,2,6,kV,0,3,2,1,kA,浪涌电压,电源上电压,流进电源的电流,2002年4月,浪涌抑制器件的保护作用,开关电源等效电路,6kV,3kA1.250s浪涌波形,020406080100s,0,4,2,6,kV,0,3,2,1,kA,浪涌电压,抑制后的电压,流进电源的电流,流进抑制器的电流,大部分电流流进了电源,2002年4月,TVS增容问题,R,R,1M,1M,不行,可以,最好,2002年4月,多级浪涌抑制电路,V1、V2=额定工作电压I2=第二级额定峰值电流V2V0+电压偏差2V1V2+电压偏差1+电压偏差2V=V1MAX-V2MINZV/I2P,V1,V2,V0MAX,浪涌,一级,二级,V,V2,V1,V0,Z,V,I2P,2002年4月,地线反弹与对策,VG,VZ+VG,VZ,若电流为5kA，地线阻抗为0.5，则反弹电压达到2500V!,2002年4月,静电放电现象,放电电流I,1ns,100ns,I,t,2002年4月,ESD对电路工作影响的机理,不良搭接,孔缝,电流找阻抗最小路径,静电放电产生的电磁场,2002年4月,ESD产生的电磁场,51015,1,2,3,4,电场kV/m,磁场A/m,5,10,15,时间ns,10cm,20cm,50cm,2002年4月,静电试验的方法,静电放电试验,直接放电试验,感应,非接触放电,接触放电,在附近放电产生感应场,Ipeak,tr3060t(ns),I1,I2,90%,2002年4月,ESD常见问题与改进,ESD,V,ESD,ESD