杨继深教授讲稿_电磁兼容培训胶片（瞬态）.ppt

2002年4月 第七部分瞬态脉冲干扰的抑制 2002年4月 瞬态干扰对设备的威胁 电快速脉冲 浪涌 静电放电 静电放电 电源端口 信号端口 浪涌 电快速脉冲 静电放电 2002年4月 感性负载断开时产生的干扰 20 200Vdc t VL I0 Vdc VL t 电源回路中的电流 电压 C 对应的EMC实验 EFT 特点 脉冲串 2002年4月 两种触点击穿导通机理 气隙上的电压 击穿电压 维持电压 320V 0 08mm接触点距离 阳极 阴极 电子流 辉光放电 气体电离 弧光放电 金属气化 2002年4月 浪涌产生的原因 一般小于75kA最大可达300kA I 导体周围产生强磁场 对应EMC实验 浪涌 特点 能量大 2002年4月 静电放电现象 放电电流I 1ns 100ns I t 对应EMC实验 ESD 特点 频率范围宽 2002年4月 瞬态干扰的频谱 A 0 5A 2A 1 1 tr 时间 频率 瞬态类型tr 1 1 trA2A EFT5ns50ns6 4MHz64MHz4kV0 4V MHzESD1ns30ns10MHz320MHz30A1 8 A MHz浪涌1 2 s50 s6 3kHz265kHz4kV0 4V MHz 2002年4月 消除感性负载干扰 R R C L L L RL 2002年4月 阻尼电路参数确定 R 越大 开关闭合时限流作用越好 越小 开关断开时反充电压越小 V Ia R RL 折衷 C 由于没有弧光 L中的能量全部进入C VC I L C 1 2 为了防止发生辉光 VC 300V C I 300 2L 为了防止发生弧光 电容充电速率要小于1V s C 10 6I 2002年4月 过零开关消除干扰 电感电流取样 VDC 继电器 电压比较器 2002年4月 瞬态干扰抑制原理 分压法 正温度系数电阻 电阻 电感 电容 分流法 负温度系数电阻 压敏电阻 瞬态抑制二极管 气体放电管 低通滤波器 截止频率小于1 2002年4月 低通滤波器对瞬态干扰的作用 f IL f fCO fCO A f 输入脉冲频谱 滤波器特性 输出脉冲频谱 2A 2A 2002年4月 Fco 1 VOUT VP f f1 2VIN 2VIN 输出脉冲的幅度略有降低 fco VIN VOUT 2002年4月 Fco 1 Parseval定律 时域中的能量等于频域中的能量 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 低通滤波器对瞬态干扰的抑制 VOUT VIN 10 20 30 40 fCO 1 2 0 1 0 01 0 001 0 2002年4月 瞬态干扰抑制器件 浪涌电压 压敏电阻 瞬态抑制二极管 气体放电管 220 500 1000 钳位不紧 电流容量不大 有跟随电流 2002年4月 气体放电管的跟随电流 跟随电流 寄生电容小电流容量大 不可用在直流的场合 2002年4月 放电管与压敏电阻组合 优点 没有跟随电流没有漏电流钳位电压低 用低通滤波器消除 2002年4月 作用在开关电源上的浪涌 开关电源等效电路 6kV 3kA1 2 50 s浪涌波形 020406080100 s 0 4 2 6 kV 0 3 2 1 kA 浪涌电压 电源上电压 流进电源的电流 2002年4月 浪涌抑制器件的保护作用 开关电源等效电路 6kV 3kA1 2 50 s浪涌波形 020406080100 s 0 4 2 6 kV 0 3 2 1 kA 浪涌电压 抑制后的电压 流进电源的电流 流进抑制器的电流 大部分电流流进了电源 2002年4月 TVS增容问题 R R 1M 1M 不行 可以 最好 2002年4月 多级浪涌抑制电路 V1 V2 额定工作电压I2 第二级额定峰值电流V2 V0 电压偏差2V1 V2 电压偏差1 电压偏差2 V V1MAX V2MINZ V I2P V1 V2 V0MAX 浪涌 一级 二级 V V2 V1 V0 Z V I2P 2002年4月 地线反弹与对策 VG VZ VG VZ 若电流为5kA 地线阻抗为0 5 则反弹电压达到2500V 2002年4月 静电放电现象 放电电流I 1ns 100ns I t 2002年4月 ESD对电路工作影响的机理 不良搭接 孔缝 电流找阻抗最小路径 静电放电产生的电磁场 2002年4月 ESD产生的电磁场 51015 1 2 3 4 电场kV m 磁场A m 5 10 15 时间ns 10cm 20cm 50cm 2002年4月 静电试验的方法 静电放电试验 直接放电试验 感应 非接触放电 接触放电 在附近放电产生感应场 Ipeak tr3060t ns I1 I2 90 2002年4月 ESD常见问题与改进 ESD V ESD