第七部分瞬態(tài)脈沖干擾的抑制

1、第七部分瞬態(tài)脈沖干擾的抑制楊繼深 2002年8月第1頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六瞬態(tài)干擾對(duì)設(shè)備的威脅電快速脈沖浪涌靜電放電靜電放電電源端口信號(hào)端口浪涌電快速脈沖靜電放電楊繼深 2002年8月第2頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六感性負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生的干擾20 200 VdctVLI0VdcVLt電源回路中的電流（電壓）C對(duì)應(yīng)的EMC實(shí)驗(yàn)：EFT特點(diǎn)：脈沖串楊繼深 2002年8月第3頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六兩種觸點(diǎn)擊穿導(dǎo)通機(jī)理氣隙上的電壓擊穿電壓維持電壓320V0.08mm 接觸點(diǎn)距離 陽(yáng)極(+)陰極()電子流

2、輝光放電 氣體電離弧光放電 金屬氣化楊繼深 2002年8月第4頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六浪涌產(chǎn)生的原因一般小于75kA最大可達(dá)300kAI導(dǎo)體周圍產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)EMC實(shí)驗(yàn)：浪涌特點(diǎn)：能量大楊繼深 2002年8月第5頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六靜電放電現(xiàn)象放電電流 I1ns100nsIt對(duì)應(yīng)EMC實(shí)驗(yàn)：ESD特點(diǎn)：頻率范圍寬楊繼深 2002年8月第6頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六瞬態(tài)干擾的頻譜A0.5A2A1/1/tr時(shí)間頻率瞬態(tài)類型 tr 1/ 1/tr A 2AEFT 5ns 50ns 6. 4MHz

3、64MHz 4kV 0.4V/MHzESD 1ns 30ns 10MHz 320MHz 30A 1.8A/MHz浪涌 1.2s 50s 6.3kHz 265kHz 4kV 0.4V/MHz楊繼深 2002年8月第7頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六消除感性負(fù)載干擾RRCLLLRL楊繼深 2002年8月第8頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六阻尼電路參數(shù)確定R:越大，開關(guān)閉合時(shí)限流作用越好越小，開關(guān)斷開時(shí)反充電壓越小V / Ia R RL折衷C:由于沒(méi)有弧光，L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，VC ( I / 30

4、0 ) 2 L為了防止發(fā)生弧光，電容充電速率要小于1V/s，C 10- 6 I楊繼深 2002年8月第9頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六過(guò)零開關(guān)消除干擾電感電流取樣VDC繼電器+-電壓比較器楊繼深 2002年8月第10頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六瞬態(tài)干擾抑制原理分壓法：正溫度系數(shù)電阻電 阻電 感電 容分流法：負(fù)溫度系數(shù)電阻（壓敏電阻）瞬態(tài)抑制二極管氣體放電管低通濾波器：截止頻率小于1 / 楊繼深 2002年8月第11頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾的作用fILf+fCOfCOAf輸入脈沖頻譜濾

5、波器特性輸出脈沖頻譜2A2A楊繼深 2002年8月第12頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六Fco 1 / VOUT = VP(f) f1 = 2VIN / = 2VIN / 輸出脈沖的幅度略有降低fcoVINVOUT 楊繼深 2002年8月第13頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六Fco 1 / Parseval 定律：時(shí)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 f

6、coout楊繼深 2002年8月第14頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾的抑制VOUT / VIN-10-20-30-40 fCO1/20.10.010.0010楊繼深 2002年8月第15頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六瞬態(tài)干擾抑制器件 浪涌電壓壓敏電阻瞬態(tài)抑制二極管氣體放電管2205001000鉗位不緊電流容量不大有跟隨電流楊繼深 2002年8月第16頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六氣體放電管的跟隨電流跟隨電流寄生電容小電流容量大不可用在直流的場(chǎng)合！楊繼深 2002年8月第17頁(yè)，共30頁(yè)，20

7、22年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六放電管與壓敏電阻組合優(yōu)點(diǎn)： 沒(méi)有跟隨電流 沒(méi)有漏電流 鉗位電壓低用低通濾波器消除楊繼深 2002年8月第18頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六作用在開關(guān)電源上的浪涌開關(guān)電源等效電路6kV, 3kA1.2 50 s浪涌波形0 20 40 60 80 100 s0426kV0321kA浪涌電壓電源上電壓流進(jìn)電源的電流楊繼深 2002年8月第19頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六浪涌抑制器件的保護(hù)作用開關(guān)電源等效電路6kV, 3kA1.2 50 s浪涌波形0 20 40 60 80 100 s0426kV0321

8、kA浪涌電壓抑制后的電壓流進(jìn)電源的電流流進(jìn)抑制器的電流大部分電流流進(jìn)了電源楊繼深 2002年8月第20頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六TVS增容問(wèn)題RR 1MR = V / IpeakV = 兩管鉗位差 Ipeak = TVS的峰值電流1M不行可以最好楊繼深 2002年8月第21頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六多級(jí)浪涌抑制電路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 V

9、1 V0 Z VI2P 楊繼深 2002年8月第22頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六地線反彈與對(duì)策設(shè)施地設(shè)備參考地VGVZ + VGVZ若電流為5kA，地線阻抗為0.5，則反彈電壓達(dá)到2500V !楊繼深 2002年8月第23頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六靜電放電現(xiàn)象放電電流 I1ns100nsIt楊繼深 2002年8月第24頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六ESD對(duì)電路工作影響的機(jī)理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)楊繼深 2002年8月第25頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六ESD產(chǎn)生的電磁場(chǎng) 5 10 151234電場(chǎng) kV/m磁場(chǎng) A/m51015時(shí)間 ns10 cm20 cm50 cm楊繼深 2002年8月第26頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六靜電試驗(yàn)的方法靜電放電試驗(yàn)直接放電試驗(yàn)感 應(yīng)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%楊繼深 2002年8月第27頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期六ESD常見問(wèn)題與改進(jìn) ESDVESDESDVESD屏蔽層楊繼深 2002年8月第28頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)