醫(yī)學(xué)專題—電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制課件

1、楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾(gnro)對(duì)設(shè)備的威脅電快速(kui s)脈沖浪涌靜電(jngdin)放電靜電放電電源端口信號(hào)端口浪涌電快速脈沖靜電放電第一頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制感性(gnxng)負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾20 200 VdctVLI0VdcVLt電源回路(hul)中的電流（電壓）C對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)(duyng)的的EMC實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：EFT特點(diǎn)：脈沖串特點(diǎn)：脈沖串第二頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制兩種觸點(diǎn)擊穿(j chun)導(dǎo)通機(jī)理氣隙上的電壓(diny)擊穿擊穿(j c

2、hun)電電壓壓維持電壓320V0.08mm 接觸點(diǎn)距離 陽(yáng)極(+)陰極()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(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(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(dá)最大可達(dá)300kAI導(dǎo)體周圍導(dǎo)體周圍(zhuwi)產(chǎn)生強(qiáng)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)EMC實(shí)驗(yàn)：浪涌實(shí)驗(yàn)：浪涌特點(diǎn)：能量大特點(diǎn)：能量大第四頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(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(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)(du

3、yng)EMC實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：ESD特點(diǎn)：頻率范圍寬特點(diǎn)：頻率范圍寬第五頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾(gnro)的頻譜A0.5A 2A 1/1/ tr時(shí)間時(shí)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(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑

4、制消除感性負(fù)載(fzi)干擾RRCLLLRL第七頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制阻尼電路(dinl)參數(shù)確定R:越大，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)越大，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)限限(shxin)流作用越流作用越好好越小，開(kāi)關(guān)越小，開(kāi)關(guān)(kigun)斷開(kāi)時(shí)反充電壓越斷開(kāi)時(shí)反充電壓越小小V / Ia R RL折衷折衷C:由于沒(méi)有弧光，由于沒(méi)有弧光，L中的能量全部進(jìn)入中的能量全部進(jìn)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(yè)

5、，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制過(guò)零開(kāi)關(guān)(kigun)消除干擾電感電感(din n)電流電流取樣取樣VDC繼電器+-電壓電壓(diny)比比較器較器第九頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾(gnro)抑制原理分壓法：分壓法：正溫度正溫度(wnd)系數(shù)系數(shù)電阻電阻電電 阻阻電電 感感電電 容容分流分流(fn li)法：法：負(fù)溫度系數(shù)電阻（壓負(fù)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(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)

6、專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制低通濾波器對(duì)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)脈沖頻脈沖頻譜譜2A 2A 第十一頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制Fco 1 / VOUT = VP(f) f1 = 2VIN / = 2VIN / 輸出輸出(shch)脈沖的幅度略有降低脈沖的幅度略有降低fcoVINVOUT 第十二頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制Fco 1 / Parseval 定律定律(dngl)：時(shí)域中的能量等于頻域中的能量：時(shí)

7、域中的能量等于頻域中的能量： 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第十三頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾(gnro)的抑制VOUT / VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010第十四頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制瞬態(tài)干擾抑制(yzh)器件 浪涌電壓浪涌電壓(diny)壓敏電阻壓敏電阻瞬態(tài)抑

8、制瞬態(tài)抑制(yzh)二極二極管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(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制氣體(qt)放電管的跟隨電流跟隨跟隨(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(chǎng)合！不可用在直流的場(chǎng)合！第十六頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制放電管與壓敏電阻組合(zh)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 沒(méi)有沒(méi)有(mi yu)跟隨跟隨電流電流 沒(méi)有漏電流沒(méi)有漏電流 鉗位電壓低鉗位電壓低用低通濾用低通濾波器消除波器消除(xi

9、och)第十七頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制作用(zuyng)在開(kāi)關(guān)電源上的浪涌開(kāi)關(guān)電源等效電路開(kāi)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(jìn)電源的電流流進(jìn)電源的電流第十八頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制浪涌抑制器件(qjin)的保護(hù)作用開(kāi)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

10、涌電壓浪涌電壓(diny)抑制后的電壓抑制后的電壓流進(jìn)電源的電流流進(jìn)電源的電流流進(jìn)抑制器的電流流進(jìn)抑制器的電流大部分電流大部分電流流進(jìn)了電源流進(jìn)了電源第十九頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制TVS增容問(wèn)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(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制多級(jí)浪涌抑制(yzh)電路V1、V2 = 額定工作電壓I2 = 第二級(jí)額定峰值電流V2 V0 + 電壓(din

11、y)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(jí)二級(jí)VV2 V1 V0 Z VI2P 第二十一頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制地線反彈(fn dn)與對(duì)策設(shè)施地設(shè)備參考地VGVZ + VGVZ若電流為若電流為5kA，地線阻抗，地線阻抗(zkng)為為0.5 ，則反彈電壓達(dá)到，則反彈電壓達(dá)到2500V !第二十二頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(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(yè)，共

12、三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD對(duì)電路(dinl)工作影響的機(jī)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(chǎng)第二十四頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD產(chǎn)生(chnshng)的電磁場(chǎng) 5 10 151234電場(chǎng)(din chng) kV/m磁場(chǎng)(cchng) A/m51015時(shí)間 ns10 cm20 cm50 cm第二十五頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制靜電(jngdin)試驗(yàn)的方法靜電(jngdin)放電試驗(yàn)直接放電(fng din)試驗(yàn)感 應(yīng)

13、非接觸放電接觸放電在附近放電產(chǎn)生感應(yīng)場(chǎng)Ipeak tr 30 60 t(ns)I1I290%第二十六頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)(gijn) ESDVESDESDVESD屏蔽(pngb)層第二十七頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)(gijn)ESD1I1ESD2I2二次放電(fng din)ESD1I1ESD2鐵氧體磁珠第二十八頁(yè)，共三十頁(yè)。楊繼深 2002年8月醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制電纜(dinln)上的ESD防護(hù)電纜(dinln)/機(jī)箱搭接VN正確(zhngqu)錯(cuò)誤第二十九頁(yè)，共三十頁(yè)。醫(yī)學(xué)專題電磁兼容瞬態(tài)脈沖干擾的抑制內(nèi)容(nirng)總結(jié)瞬態(tài)干擾對(duì)