第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制课件

1、第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制瞬态干扰对设备(shbi)的威胁电快速(kui s)脉冲浪涌静电(jngdin)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第一页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制感性负载断开时产生(chnshng)的干扰20 200 VdctVLI0VdcVLt电源回路中的电流(dinli)（电压）C对应对应(duyng)的的EMC实验：实验：EFT特点：脉冲串特点：脉冲串第二页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制两种触点(ch din)击穿导通机理气隙上的电压(diny)击穿击穿(j chun)电电压压维持电压320V0.08mm 接触点距离 阳极(+)阴极()

2、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 金属气化金属气化第三页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制浪涌产生(chnshng)的原因一般一般(ybn)小于小于75kA最大可达最大可达300kAI导体周围导体周围(zhuwi)产生强产生强磁场磁场对应对应EMC实验：浪涌实验：浪涌特点：能量大特点：能量大第四页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制静电(jngdin)放电现象放电放电(fng din)电电流流 I1ns100nsIt对应对应(duyng)EMC实验：实验：ESD特点：频率范围宽特点：频率范围宽第五页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制瞬态干扰(gnro)的

3、频谱A0.5A 2A 1/1/ tr时间时间(shjin)频率频率(pnl)瞬态类型瞬态类型 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第六页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制消除(xioch)感性负载干扰RRCLLLRL第七页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制阻尼电路参数(cnsh)确定R:越大，开关闭合越大，开关闭合(b h)时限流作用越好时限流作用

4、越好越小，开关断开越小，开关断开(dun ki)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第八页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制过零开关消除(xioch)干扰电感电感(din n)电流取电流取样样VDC继电器+-电压电压(diny)比较比较器器第九页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制瞬态干扰(g

5、nro)抑制原理分压法：分压法：正温度系数正温度系数(xsh)电电阻阻电电 阻阻电电 感感电电 容容分流分流(fn li)法：法：负温度系数电阻（压负温度系数电阻（压敏电阻）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 / 第十页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制低通滤波器对瞬态干扰(gnro)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(txng)输出输出(shch)脉冲脉冲频谱频谱2A 2A 第十一页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制Fco 1 / VOUT = VP(f) f1 =

6、2VIN / = 2VIN / 输出脉冲输出脉冲(michng)的幅度略有降低的幅度略有降低fcoVINVOUT 第十二页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制Fco 1 / Parseval 定律：时域中的能量定律：时域中的能量(nngling)等于频域中的等于频域中的能量能量(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第十三页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制低通滤波器对瞬态干扰(gnro

7、)的抑制VOUT / VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010第十四页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制瞬态干扰(gnro)抑制器件 浪涌电压浪涌电压(diny)压敏电阻压敏电阻瞬态抑制瞬态抑制(yzh)二二极管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第十五页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制气体放电管的跟随(n su)电流跟随跟随(n su)电流电流 寄生电容小寄生电容小 电流电流(dinli)容量容量大大不可用在直流的场合！不可用在直流的场合！第十六页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰

8、的抑制放电管与压敏电阻组合(zh)优点：优点： 没有没有(mi yu)跟随电跟随电流流 没有漏电流没有漏电流 钳位电压低钳位电压低用低通滤波用低通滤波器消除器消除(xioch)第十七页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制作用(zuyng)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(b xn)0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌电压浪涌电压(diny)电源上电压电源上电压流进电源的电流流进电源的电流第十八页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制浪涌抑制器件(qjin)的保护作用开关电源等效电路6kV, 3

9、kA1.2 50 s浪涌波形浪涌波形(b xn)0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌电压浪涌电压(diny)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第十九页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制TVS增容问题(wnt)RR 1MR = V / Ipeak V = 两管钳位差两管钳位差 Ipeak = TVS的峰值的峰值(fn zh)电流电流1M不行不行(bxng)可以可以最好最好第二十页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制多级浪涌抑制(yzh)电路V1、V2 = 额定工作电压

10、I2 = 第二级额定峰值(fn zh)电流V2 V0 + 电压偏差2V1 V2 + 电压偏差1+电压偏差2V =V1MAX - V2MIN Z V / I2P V1 V2 V0MAX 浪涌一级二级VV2 V1 V0 Z VI2P 第二十一页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制地线反弹(fn dn)与对策设施地设备参考地VGVZ + VGVZ若电流若电流(dinli)为为5kA，地线阻抗为，地线阻抗为0.5 ，则反弹电压达到，则反弹电压达到2500V !第二十二页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制静电放电(fng din)现象放电(fng din)电流 I1ns100nsIt第二十三页

11、，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制ESD对电路(dinl)工作影响的机理不良(bling)搭接孔缝电流(dinli)找阻抗最小路径静电放电产生的电磁场第二十四页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制ESD产生(chnshng)的电磁场 5 10 151234电场(din chng) kV/m磁场(cchng) A/m51015时间 ns10 cm20 cm50 cm第二十五页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制静电试验(shyn)的方法静电放电(fng din)试验直接(zhji)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 tr 30 60 t(ns)I1I290%第二十六页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制ESD常见问题与改进(gijn) ESDVESDESDVESD屏蔽(pngb)层第二十七页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制ESD常见问题与改进(gijn)ESD1I1ESD2I2二次放电(fng din)ESD1I1ESD2铁氧体磁珠第二十八页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制电缆(dinln)上的ESD防护电缆(dinln)/机箱搭接VN正确(zhngqu)错误第二十九页，共三十页。第七部分-瞬态脉冲干扰的抑制内容(nirng)总结瞬态干扰(gnro)对设备的威胁。20