2002年4月 第七部分瞬態脈沖干擾的抑制 2002年4月 瞬態干擾對設備的威脅 電快速脈沖 浪涌 靜電放電 靜電放電 電源端口 信號端口 浪涌 電快速脈沖 靜電放電 2002年4月 感性負載斷開時產生的干擾 20 200Vdc t VL I0 Vdc VL t 電源回路中的電流 電壓 C 對應的EMC實驗 EFT 特點 脈沖串 2002年4月 兩種觸點擊穿導通機理 氣隙上的電壓 擊穿電壓 維持電壓 320V 0 08mm接觸點距離 陽極 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 浪涌產生的原因 一般小于75kA最大可達300kA I 導體周圍產生強磁場 對應EMC實驗 浪涌 特點 能量大 2002年4月 靜電放電現象 放電電流I 1ns 100ns I t 對應EMC實驗 ESD 特點 頻率范圍寬 2002年4月 瞬態干擾的頻譜 A 0 5A 2A 1 1 tr 時間 頻率 瞬態類型tr 1 1 trA2A EFT5ns50ns6 4MHz64MHz4kV0 4V MHzESD1ns30ns10MHz320MHz30A1 8 A MHz浪涌1 2 s50 s6 3kHz265kHz4kV0 4V MHz 2002年4月 消除感性負載干擾 R R C L L L RL 2002年4月 阻尼電路參數確定 R 越大 開關閉合時限流作用越好 越小 開關斷開時反充電壓越小 V Ia R RL 折衷 C 由于沒有弧光 L中的能量全部進入C VC I L C 1 2 為了防止發生輝光 VC 300V C I 300 2L 為了防止發生弧光 電容充電速率要小于1V s C 10 6I 2002年4月 過零開關消除干擾 電感電流取樣 VDC 繼電器 電壓比較器 2002年4月 瞬態干擾抑制原理 分壓法 正溫度系數電阻 電阻 電感 電容 分流法 負溫度系數電阻 壓敏電阻 瞬態抑制二極管 氣體放電管 低通濾波器 截止頻率小于1 2002年4月 低通濾波器對瞬態干擾的作用 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 低通濾波器對瞬態干擾的抑制 VOUT VIN 10 20 30 40 fCO 1 2 0 1 0 01 0 001 0 2002年4月 瞬態干擾抑制器件 浪涌電壓 壓敏電阻 瞬態抑制二極管 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 不可用在直流的場合 2002年4月 放電管與壓敏電阻組合 優點 沒有跟隨電流沒有漏電流鉗位電壓低 用低通濾波器消除 2002年4月 作用在開關電源上的浪涌 開關電源等效電路 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 流進電源的電流 2002年4月 浪涌抑制器件的保護作用 開關電源等效電路 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 流進電源的電流 流進抑制器的電流 大部分電流流進了電源 2002年4月 TVS增容問題 R R 1M 1M 不行 可以 最好 2002年4月 多級浪涌抑制電路 V1 V2 額定工作電壓I2 第二級額定峰值電流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 二級 V V2 V1 V0 Z V I2P 2002年4月 地線反彈與對策 VG VZ VG VZ 若電流為5kA 地線阻抗為0 5 則反彈電壓達到2500V 2002年4月 靜電放電現象 放電電流I 1ns 100ns I t 2002年4月 ESD對電路工作影響的機理 不良搭接 孔縫 電流找阻抗最小路徑 靜電放電產生的電磁場 2002年4月 ESD產生的電磁場 51015 1 2 3 4 電場kV m 磁場A m 5 10 15 時間ns 10cm 20cm 50cm 2002年4月 靜電試驗的方法 靜電放電試驗 直接放電試驗 感應 非接觸放電 接觸放電 在附近放電產生感應場 Ipeak tr3060t ns I1 I2 90 2002年4月 ESD常見問題與改進 ESD V ESD