瞬態(tài)干擾抑制講解

1、六、瞬態(tài)干擾及其抑制電感性電感性負(fù)載負(fù)載 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 概述概述 2.電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFT ） 3.雷擊浪涌及其防護(hù)雷擊浪涌及其防護(hù) 4. 靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù) 5.抑制瞬態(tài)騷擾的常用器件抑制瞬態(tài)騷擾的常用器件瞬態(tài)干擾對(duì)設(shè)備的威脅電快速脈沖電快速脈沖浪涌靜電放電靜電放電電源端口信號(hào)端口浪涌靜電放電n 瞬態(tài)干擾：瞬態(tài)干擾：時(shí)間很短，頻譜寬，幅度大的電磁干擾。n 常見(jiàn)的瞬態(tài)干擾常見(jiàn)的瞬態(tài)干擾：電快速脈沖、浪涌、靜電放電1. 1. 概述概述1. 1. 概述概述1. 1. 概述概述3種瞬態(tài)干擾的比較種瞬態(tài)干擾的比較騷擾類型EFTSURGEESD脈沖上

2、升時(shí)間5ms慢，ms量級(jí)1ns能量中等（單個(gè)脈沖）高低電壓（負(fù)載阻抗高）10kV以下10kV以下15kV以上電流（負(fù)載阻抗低）幾十安培幾千安培人體放電幾十安培裝置放電可達(dá)數(shù)百安培瞬態(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 1.8m mA/MHz浪涌浪涌 1.2m ms 50m ms 6.3kHz 265kHz 4kV 0.4V/MHz1. 1. 概述概述瞬態(tài)干擾的頻譜瞬態(tài)干擾的頻譜trA0.5A 2A 1/1/ tr時(shí)間時(shí)間頻率頻率A:瞬態(tài)干擾脈沖的

3、振幅瞬態(tài)干擾脈沖的振幅電感性負(fù)載電感性負(fù)載感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)擊穿導(dǎo)通機(jī)理開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)擊穿導(dǎo)通機(jī)理氣隙上的電壓擊穿電壓擊穿電壓維持電壓320V0.08mm 接觸點(diǎn)距離 輝光放電輝光放電 氣體電離氣體電離2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)擊穿導(dǎo)通機(jī)理開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)擊穿導(dǎo)通機(jī)理2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）陽(yáng)極(+)陰極()電子流弧光放電弧光放電 金屬氣化金屬氣化擊穿電壓擊穿電壓維持電壓30V接觸點(diǎn)距離 2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變

4、脈沖群（EFTEFT）感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾VLVLt電源回路中的電流（電壓）I0VdcC特點(diǎn)：脈沖串特點(diǎn)：脈沖串t2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）1. 1. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）EFT干擾機(jī)理干擾機(jī)理2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）EFT干擾機(jī)理干擾機(jī)理2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）EFT干擾機(jī)理干擾機(jī)理2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）EFT特性特性2.

5、2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）EFT干擾的抑制干擾的抑制RLRLRCL2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）電感電感EFT干擾抑制網(wǎng)絡(luò)干擾抑制網(wǎng)絡(luò)L2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）電感電感EFT干擾抑制網(wǎng)絡(luò)干擾抑制網(wǎng)絡(luò)R:越大，開(kāi)關(guān)閉合越大，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)限流作用越好時(shí)限流作用越好越小，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)越小，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)反充電壓越小時(shí)反充電壓越小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 / 3

6、00 ) 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/m ms，C 10- 6 IRCL接在開(kāi)關(guān)兩端的開(kāi)關(guān)防護(hù)電路接在開(kāi)關(guān)兩端的開(kāi)關(guān)防護(hù)電路2. 2. 電快速瞬變脈沖群（電快速瞬變脈沖群（EFTEFT）3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌 在大氣層中，云層間或云和地之間的電位差增大達(dá)到一定程度時(shí)，即在大氣層中，云層間或云和地之間的電位差增大達(dá)到一定程度時(shí)，即發(fā)生猛烈放電現(xiàn)象（閃電）發(fā)生猛烈放電現(xiàn)象（閃電）直擊雷直擊雷3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌感應(yīng)雷感應(yīng)雷3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌感應(yīng)雷感應(yīng)雷3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌浪涌浪涌3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌浪涌

7、浪涌3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌類型類型產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因雷擊雷擊直擊雷直擊雷雷擊直接點(diǎn)擊電源或信號(hào)線雷擊直接點(diǎn)擊電源或信號(hào)線感應(yīng)雷感應(yīng)雷靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)線路浪涌線路浪涌故障浪涌故障浪涌相線與地短路引起的過(guò)電壓相線與地短路引起的過(guò)電壓一相開(kāi)路引起的過(guò)電壓一相開(kāi)路引起的過(guò)電壓系統(tǒng)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)無(wú)負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)無(wú)負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)過(guò)電壓過(guò)電壓切斷電流切斷電流容性或感性負(fù)載開(kāi)關(guān)容性或感性負(fù)載開(kāi)關(guān)整流整流電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)使用電吹風(fēng)、無(wú)繩電話等使用電吹風(fēng)、無(wú)繩電話等靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)人體靜電、摩擦靜電人體靜電、摩擦靜電核電磁脈沖核電磁脈沖核爆核爆雷電浪涌對(duì)機(jī)房電子設(shè)備造成損害的主要途徑雷電浪涌對(duì)機(jī)房電

8、子設(shè)備造成損害的主要途徑3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌雷電危害防護(hù)雷電危害防護(hù)3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌雷電危害防護(hù)雷電危害防護(hù)3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌雷電危害防護(hù)雷電危害防護(hù)3 .3 .雷擊浪涌雷擊浪涌放電電流放電電流 I特點(diǎn)：頻率范圍寬特點(diǎn)：頻率范圍寬n靜電的產(chǎn)生靜電的產(chǎn)生：p 接觸分離起電接觸分離起電p 摩擦起電摩擦起電p 感應(yīng)起電感應(yīng)起電p 傳導(dǎo)起電傳導(dǎo)起電1ns100nsIt放電電流4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)n靜電放電現(xiàn)象靜電放電現(xiàn)象：當(dāng)一個(gè)帶：當(dāng)一個(gè)帶電物體接近一個(gè)接地導(dǎo)體電物體接近一個(gè)接地導(dǎo)體時(shí)，帶電物體上的電荷會(huì)時(shí)，帶電物體上的電荷會(huì)通過(guò)接地導(dǎo)體快

9、速泄放。通過(guò)接地導(dǎo)體快速泄放。放電電流放電電流 I特點(diǎn)：頻率范圍寬特點(diǎn)：頻率范圍寬靜電放電產(chǎn)生電磁干擾的實(shí)質(zhì)：靜電放電產(chǎn)生電磁干擾的實(shí)質(zhì)： 放電電流具有很高的幅度和很短上升沿，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度大、頻譜寬的電磁場(chǎng)，放電電流具有很高的幅度和很短上升沿，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度大、頻譜寬的電磁場(chǎng)，對(duì)電子設(shè)備造成電磁干擾。對(duì)電子設(shè)備造成電磁干擾。 根據(jù)傅立葉變換，上升沿為根據(jù)傅立葉變換，上升沿為1ns的脈沖，帶寬達(dá)到的脈沖，帶寬達(dá)到300MHz。1ns100nsIt放電電流4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)ESD對(duì)電路工作影響的機(jī)理對(duì)電路工作影響的機(jī)理

10、不良搭接孔縫電流找阻抗最小路徑靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng) 靜電放電耦合通路有：直接傳導(dǎo)、寄生電容靜電放電耦合通路有：直接傳導(dǎo)、寄生電容/電感耦合進(jìn)敏感電路。電感耦合進(jìn)敏感電路。 靜電放電對(duì)設(shè)備造成的損害有三種：硬損壞、軟損壞和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。靜電放電對(duì)設(shè)備造成的損害有三種：硬損壞、軟損壞和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。直接傳導(dǎo)直接傳導(dǎo)電容耦合4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)ESD防護(hù)設(shè)計(jì)及措施防護(hù)設(shè)計(jì)及措施ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) ESDVESDV單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)4 .4 .靜電放電干擾及其防

11、護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) ESDESD屏蔽層屏蔽場(chǎng)作用屏蔽場(chǎng)作用4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)ESD1I1ESD2I2ESD1I1ESD2鐵氧體磁珠ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) 4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)高電位共模電流共模電流0V二次放電高電位ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) 4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) 4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)發(fā)生10000V靜電放電時(shí)：ESD常見(jiàn)問(wèn)題

12、與改進(jìn)常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) 4 .4 .靜電放電干擾及其防護(hù)靜電放電干擾及其防護(hù)低通濾波器：低通濾波器： 截止頻率小于截止頻率小于1 / 分壓法：分壓法：電電 阻阻電電 感感電電 容容分流法：分流法：壓敏電阻壓敏電阻瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管氣體放電管氣體放電管電電 容電阻容電阻5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制機(jī)理瞬態(tài)干擾抑制機(jī)理 浪涌抑制器件浪涌抑制器件壓敏電阻壓敏電阻瞬態(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低通濾波器上策上策下策下策并并 用用浪涌注入端浪涌注入端被保護(hù)電路被保護(hù)電路端端 抑制高頻 差模干擾5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾

13、抑制常用器件VOUT / VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010VOUT / VIN = 2 fco 低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾的抑制低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾的抑制 5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件低通濾波器低通濾波器瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管氣體放電管氣體放電管壓敏電阻壓敏電阻VIVIVIu 共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)：當(dāng)器件上的電壓超過(guò)當(dāng)器件上的電壓超過(guò) 一定值時(shí)，器件的電阻變得很低，一定值時(shí)，器件的電阻變得很低， 分流作用，并將干擾能量泄放掉。分流作用，并將干擾能量泄放掉。5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件1000浪涌電壓浪涌電壓壓敏

14、電阻壓敏電阻瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管氣體放電管氣體放電管220500鉗位電壓較高鉗位電壓較高電流容量不大電流容量不大有殘留尖峰有殘留尖峰和跟隨電流和跟隨電流瞬態(tài)瞬態(tài)注入注入端端被保護(hù)電被保護(hù)電路端路端ut5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件氣體放電管殘留尖峰殘留尖峰時(shí)間時(shí)間電壓電壓跟隨電流跟隨電流通常與瞬態(tài)二級(jí)管通常與瞬態(tài)二級(jí)管串聯(lián)合用：串聯(lián)合用： 沒(méi)有跟隨電流沒(méi)有跟隨電流 沒(méi)有漏電流沒(méi)有漏電流 鉗位電壓低鉗位電壓低5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5

15、.5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件5 .5 .瞬態(tài)干擾抑制常用器件瞬態(tài)干擾抑制常用器件作用在開(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 m ms浪涌波形浪涌波形0 20 40 60 80 100 m ms0426kV0321kA浪涌電壓浪涌電壓電源上電壓電源上電壓流進(jìn)電源的電流流進(jìn)電源的電流浪涌抑制器件的保護(hù)作用開(kāi)關(guān)電源等效電路6kV, 3kA1.2 50 m m