楊繼深教授講稿_電磁兼容培訓(xùn)膠片（瞬態(tài)）.ppt

2002年4月 第七部分瞬態(tài)脈沖干擾的抑制 2002年4月 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 2002年4月 感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾 20 200Vdc t VL I0 Vdc VL t 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 2002年4月 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 320V 0 08mm接觸點(diǎn)距離 陽(yáng)極 陰極 電子流 輝光放電 氣體電離 弧光放電 金屬氣化 2002年4月 浪涌產(chǎn)生的原因 一般小于75kA最大可達(dá)300kA I 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 2002年4月 靜電放電現(xiàn)象 放電電流I 1ns 100ns I t 對(duì)應(yīng)EMC實(shí)驗(yàn) ESD 特點(diǎn) 頻率范圍寬 2002年4月 瞬態(tài)干擾的頻譜 A 0 5A 2A 1 1 tr 時(shí)間 頻率 瞬態(tài)類型tr 1 1 trA2A EFT5ns50ns6 4MHz64MHz4kV0 4V MHzESD1ns30ns10MHz320MHz30A1 8 A MHz浪涌1 2 s50 s6 3kHz265kHz4kV0 4V MHz 2002年4月 消除感性負(fù)載干擾 R R C L L L RL 2002年4月 阻尼電路參數(shù)確定 R 越大 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)限流作用越好 越小 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)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 300V C I 300 2L 為了防止發(fā)生弧光 電容充電速率要小于1V s C 10 6I 2002年4月 過(guò)零開(kāi)關(guān)消除干擾 電感電流取樣 VDC 繼電器 電壓比較器 2002年4月 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 2002年4月 低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾的作用 f IL f fCO fCO A f 輸入脈沖頻譜 濾波器特性 輸出脈沖頻譜 2A 2A 2002年4月 Fco 1 VOUT VP f f1 2VIN 2VIN 輸出脈沖的幅度略有降低 fco VIN VOUT 2002年4月 Fco 1 Parseval定律 時(shí)域中的能量等于頻域中的能量 0 0 V2 f df V2 t dt fco 0 0 2VIN 2df V2OUTdt out 1 fco 2VIN 2fco V2OUT fco V VOUT 2 fco fco out 2002年4月 低通濾波器對(duì)瞬態(tài)干擾的抑制 VOUT VIN 10 20 30 40 fCO 1 2 0 1 0 01 0 001 0 2002年4月 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 220 500 1000 鉗位不緊 電流容量不大 有跟隨電流 2002年4月 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 2002年4月 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 2002年4月 作用在開(kāi)關(guān)電源上的浪涌 開(kāi)關(guān)電源等效電路 6kV 3kA1 2 50 s浪涌波形 020406080100 s 0 4 2 6 kV 0 3 2 1 kA 浪涌電壓 電源上電壓 流進(jìn)電源的電流 2002年4月 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 s浪涌波形 020406080100 s 0 4 2 6 kV 0 3 2 1 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 2002年4月 TVS增容問(wèn)題 R R 1M 1M 不行 可以 最好 2002年4月 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2 V V1MAX V2MINZ V I2P V1 V2 V0MAX 浪涌 一級(jí) 二級(jí) V V2 V1 V0 Z V I2P 2002年4月 地線反彈與對(duì)策 VG VZ VG VZ 若電流為5kA 地線阻抗為0 5 則反彈電壓達(dá)到2500V 2002年4月 靜電放電現(xiàn)象 放電電流I 1ns 100ns I t 2002年4月 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) 2002年4月 ESD產(chǎn)生的電磁場(chǎng) 51015 1 2 3 4 電場(chǎng)kV m 磁場(chǎng)A m 5 10 15 時(shí)間ns 10cm 20cm 50cm 2002年4月 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 tr3060t ns I1 I2 90 2002年4月 ESD常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn) ESD V ESD