開關(guān)電源之雷擊浪涌分析之典型的雷擊測試和對策以及小技巧

開關(guān)電源之雷擊浪涌分析之典型的雷擊測試和對策以及小技巧下面是一個(gè)典型的規(guī)格:(1.2uS/50uS)–沒有誤動(dòng)作:4kV/12Ω共模,2kV/2Ω差模–可以交流重啟（關(guān)機(jī)，短時(shí)間不工作）:6kV/12Ω共模,4kV/2Ω差模–更高雷擊電壓時(shí)，不能出現(xiàn)安規(guī)問題●雷擊有兩種模式：差模雷擊和共模雷擊●雷擊的峰值電壓是規(guī)定的，在kV級別●輸入阻抗也是規(guī)定的，或者有時(shí)規(guī)定輸入短路電流–例如：6kV/12Ω=500A●連續(xù)的雷擊脈沖和重置時(shí)間又非常短造成損害比較大:–一個(gè)非常短的重置時(shí)間如：15s或1分鐘,使其很難通過測試，原因?yàn)閴好綦姾推渌牟糠譀]時(shí)間把溫度降下來!差模雷擊差模雷擊是高電壓加在L和N線之間.電流從L線流入從N線流出共模雷擊（1）當(dāng)開關(guān)在接右位置，電壓加在L線和大地線上(雷擊發(fā)生器上顯示“L1/PE”).當(dāng)開關(guān)在接左位置，電壓加在N線和大地線上(雷擊發(fā)生器上顯示“L2/PE”).上面兩個(gè)實(shí)際上是在電源產(chǎn)品上產(chǎn)生共模和差模電流電流。共模雷擊（2）當(dāng)雷擊發(fā)生器設(shè)定為“L1,L2/PE”,開關(guān)同時(shí)接到兩線上。這是唯一真的共模雷擊測試設(shè)定。如果客戶簡單說共模雷擊指的就這個(gè)設(shè)定.系統(tǒng)只有兩線輸入，輸出有懸空(不接大地),共模雷擊是沒有意義的!(很容易通過測試,只要輸出真的懸空)雷擊會產(chǎn)生什么損壞?差模雷擊產(chǎn)生高的差模電流能導(dǎo)致輸入大電容的電壓升高，而損壞輸入大電解電容和開關(guān)管的漏極。共模雷擊會產(chǎn)生非常高的共模電壓，共模電壓能造成電弧放電。電弧放電發(fā)生會產(chǎn)生一個(gè)非常高的高頻的電流。如果沒有電弧放電發(fā)生，電流比較小，只有寄生電容Cparasitic*dv/dt.當(dāng)發(fā)生一個(gè)電弧放電，會得到一個(gè)非常高的峰值高頻電流，高頻電流產(chǎn)生噪聲能耦合進(jìn)入低壓電路導(dǎo)致誤動(dòng)作。雷擊的損壞：–非常高的共模電壓能導(dǎo)致跨接在初級和次級間的Y電容損壞。–非常高的差模電壓導(dǎo)致輸入回路產(chǎn)生過高的電壓和過大的電流，損壞輸入端的元器件（保險(xiǎn)絲，輸入整流橋，X電容，壓敏電阻，開關(guān)管）。振鈴的損壞：–高頻電流能導(dǎo)致在漏極上產(chǎn)生不安全的高壓。–高頻電流能導(dǎo)致不安全的高壓振鈴，可以損壞像肖特基二極管等器件。雷擊電流在電路中是怎么流的？差模雷擊電流在電路中的流向（CLC結(jié)構(gòu)）從上面電路圖來看，大部分的差模電流通過C1和C2–C1和C2的電壓將迅速升高，導(dǎo)致漏極電壓過高。–要想漏極在輸入電容電壓升高時(shí)不損壞，需要加入輸入的過壓保護(hù)線路，在輸入電壓高一定值，停止開關(guān)，漏極電壓就會降低，就像TOP系列都有輸入過壓保護(hù)線路–降低輸入大電容的值，也同時(shí)降低了成本.RT1上的損耗是非常大的，輸入電容相當(dāng)短路，所有的壓降在RT1上，電流非常大：V*I*t=能量----可能會失效。保險(xiǎn)絲也是如此。D1可以看到非常高的電壓----如果整流二極管損壞是因?yàn)殡妷哼^高，那加RC是非常有幫助（在PIN1和PIN2，PIN3和PIN4間接電容,不需要安規(guī)電容）C30將看到高電壓.X電容具體KV級別的雷擊電壓。如果在C30處并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻–可以保護(hù)整流橋和輸入電容–通過保險(xiǎn)絲和RT1的峰值電流會增大●如果保險(xiǎn)絲燒斷，考慮更大的保險(xiǎn)絲(更高的I2f)，但不要使用“電路保護(hù)保險(xiǎn)絲”●任何額外串聯(lián)阻抗將減少峰值電流，–高阻值的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT1–輸入共模電感–輸入差模電感●如果因?yàn)椴钅＠讚綦娏魈笤斐傻氖Вū热纾罕ｋU(xiǎn)絲，RT1），可以外加一個(gè)差模電感來減少峰值電流●注意：有些電感非常容易飽和，電感從流過它的電流中存儲大量的能量，然后可能因?yàn)獒尫拍芰慨a(chǎn)生高壓而引發(fā)電弧放電或者燒毀電感（所以電感在布線時(shí)需要加放電針）。差模雷擊電流在電路中的流向（普通結(jié)構(gòu)）當(dāng)電路中沒有C1–共模電感L1要承受更高的電壓和更多的電流–多槽的共模電感對繞組電弧放電有更多的阻抗●注意：有些電感器會非常飽和，從電流中存儲大量的能量，然后可能因?yàn)獒尫拍芰慨a(chǎn)生高壓而引發(fā)電弧放電或者燒毀電感。●MOV壓敏電阻:–壓敏電阻的直徑大小是其吸收能量的指標(biāo)–記住壓敏電阻是一個(gè)電壓箝位----如圖：壓敏電阻會增加在他左邊的器件上的峰值電流–例如：在X電容上并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻，保險(xiǎn)絲和RT1上的雷擊電流會增大。差模雷擊電流在電路中的流向（電容等效電感）有時(shí)在大的電解電容上的短時(shí)間尖峰電壓（因?yàn)殡娙莸牡刃Т?lián)電感ESL和引腳電感造成的）,損壞漏極.解決的辦法：在輸入電解電容靠近開關(guān)管和變壓器處并聯(lián)一個(gè)高頻的旁路電容，縮小回路面積會有幫助的。共模雷擊電流在電路中的流向----輸出接大地手機(jī)，路由器，機(jī)頂盒等其他應(yīng)用，其輸出接天線或者外接線的電源設(shè)備，需要按上圖測試?yán)讚艏釉谳斎攵撕洼敵龆?●電壓加在電源的輸入端和輸出端上●注意：在左邊，雷擊加在L和N線上(“L1,L2/PE”)雷擊電流會流經(jīng)B+和B-銅皮●盡管事實(shí)是共模雷擊，你也能看到差模的影響–因?yàn)長和N線上的阻抗并非完全相同（電流分流器概念）●Y電容跨接初次級，必需要承受高電壓(雷擊電壓在kV)●隔離層將看到高壓經(jīng)過：–光耦器(圖上沒有，實(shí)際應(yīng)用中都會有光耦)–從變壓器來看，次級繞組和初級繞組–從變壓器來看，次級繞組和輔助繞組共模和差模電流結(jié)合（L1/PE,L2/PE）如果你設(shè)定雷擊發(fā)生器為“L1/PE”或“L2/PE”，共模和差模電流結(jié)合的效果●這個(gè)不是普通規(guī)格●將得到同樣的共模電流流向●此外輸入大電容的電壓迅速上升和其他的一些差模電流效果電流流向----共模雷擊電壓加在輸出端在比較差的電路圖中，電流流過變壓器耦合電容（初級和次級耦合電容）和Y電容，電流流過C腳的電容地和IC的地之間的連線，連線上有雜散電感，造成電壓下降，將顯示在C腳電壓上（共模阻抗耦合）串聯(lián)一個(gè)電阻在光耦的反射極(TOP-GX)電流流向：穿過光耦的雜散電容流入初級●能注入一個(gè)非常大的電流造成C腳誤動(dòng)作，損壞或者鎖?。ê捅簦裨诠怦钸B接到C腳串聯(lián)一個(gè)300電阻減少電流脈沖共模雷擊電流流向---3線輸入如果雷擊有加但沒有穿過電源,(e.g.輸出不接地），然后只有Y電容要耐壓?！袢绻鸏和N線阻抗不平衡，就會產(chǎn)生差模電流●Y電容要有KV級別雷擊電壓有時(shí)，必須結(jié)合測試把雷擊發(fā)生器的地線接到交流接頭上的大地端子上和輸出共模.●必須分開兩種都測試●一些電源有金屬底架，和有的在內(nèi)部有接地線，接到AC端子的接地線上●必須考慮雷擊是怎樣進(jìn)入客戶系統(tǒng)●舉例,如果系統(tǒng)有金屬底架，和這金屬底架是接地的，必須試著把底架的接地點(diǎn)接到雷擊發(fā)生器的地附加小技巧修理和預(yù)防任何的電弧放電。因?yàn)殡娀》烹妼?dǎo)致大的高頻電流流?！裨黾涌臻g距離或者在PCB上開槽?！褚坏┌l(fā)生電弧放電，會在銅皮的上留下痕跡，這個(gè)地方很容易再次發(fā)生電弧放電地方。因此需要改善這個(gè)地方●如果壓敏電阻容易炸裂開，可以在壓敏電阻上加熱縮套管。壓敏電阻放在離保險(xiǎn)絲比較遠(yuǎn)的地方?！癫荒馨褖好綦娮杓釉诒ｋU(xiǎn)絲前，如果這樣做了違背了安規(guī)雷擊需要考慮下面問題:–哪兒的電壓變形？–電流流向哪兒？(電弧放電會產(chǎn)生非常高的電流)–記住：共模雷擊會產(chǎn)生差模雷擊的效果–控制