电磁兼容培训杨继深教授讲稿7(瞬态).pdf

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1、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静电放电静电放电静电放电浪涌信号端口电源端口电快速脉冲电快速脉冲浪涌2002年4月感性负载断开时产生的干扰VL对应的EMC实验：EFTt20－200Vdc电源回路中的电流（电压）CI0VVLdct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阳极(+)320V维持电压电子流阴极(－)0.08mm接触点距离辉光放电⎯气体电离弧光放电⎯金属气化2002年4月浪涌产生的原因对应EMC实验：浪涌一般小于75kA最大可达300kA特点：能量大导体周围

2、产生强磁场I2002年4月静电放电现象对应EMC实验：ESD＋＋＋＋I＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋放电电流It1ns100ns2002年4月特点：频率范围宽瞬态干扰的频谱A2Aτ0.5Aτ时间1/πτ1/πtr频率瞬态类型trτ1/πτ1/πtrA2AτEFT5ns50ns6.4MHz64MHz4kV0.4V/MHzESD1ns30ns10MHz320MHz30A1.8μA/MHz浪涌1.2μs50μs6.3kHz265kHz4kV0.4V/MHz2002年4月消除感性负载干扰LLRLRRLC2002年4月阻尼电路参数

3、确定越大，开关闭合时限流作用越好折衷R:V/Ia(I/300)2L为了防止发生弧光，电容充电速率要小于1V/μs，C>10-6I2002年4月过零开关消除干扰VDC电感电继电器流取样+-电压比较器2002年4月瞬态干扰抑制原理正温度系数电阻电阻分压法：电感电容负温度系数电阻（压敏电阻）分流法：瞬态抑制二极管气体放电管低通滤波器：截止频率小于2002年4月1/πτ低通滤波器对瞬态干扰的

4、作用输入脉冲频谱2AτA2Aτ输出脉冲频谱f+IL滤波器特性fCOfffCO2002年4月Fco>1/πτV=V(f)f=2Vτ/πτ=2V/πOUTP1ININ输出脉冲的幅度略有降低VINτVOUTfco2002年4月Fco<1/πτParseval定律：时域中的能量等于频域中的能量：∝∝τout∫∫V2(f)df=V2(t)dt00=1/πfcoτfcoout∫∫(2Vτ)2df=V2dtINOUT00(2Vτ)2fco=V2/πfcoINOUTfcoV/V=2√πfcoτOUT2002年4月低通滤波器对瞬态干扰的

5、抑制V/VOUTIN-40-30-20-1000.0010.010.11/2√πτfCO2002年4月瞬态干扰抑制器件压敏电阻钳位不紧浪涌电压瞬态抑制二极管电流容量不大1000气体放电管有跟随电流5002202002年4月气体放电管的跟随电流•寄生电容小•电流容量大跟随电流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：•没有跟随电流用低通滤波器消除•没有漏电流•钳位电压低2002年4月作用在开关电源上的浪涌kV6浪涌电压42电源上电压0kA3开关电源等效电路流进电源的电流6kV,3kA21.2×50μs1

6、浪涌波形02002年4月020406080100μs浪涌抑制器件的保护作用kV6浪涌电压42抑制后的电压0kA3流进电源的电流开关电源等效电路6kV,3kA2流进抑制器的电流1.2×50μs1浪涌波形大部分电流02002年4月020406080100μs流进了电源TVS增容问题1MΩRR1MΩ不行可以最好2002年4月多级浪涌抑制电路ZI2PΔVV、V=额定工作电压V1V2V120I=第二级额定峰值电流2V≥V+电压偏差220V≥V+电压偏差1+电压偏差212VΔV=V1MAX-V2MIN浪涌Z≥ΔV/I2P一级V二级

7、1V2V0MAX2002年4月地线反弹与对策VZV+VZG设施地设备参考地VG若电流为5kA，地线阻抗为0.5Ω，则反弹电压达到2500V!2002年4月静电放电现象＋I＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋放电电流It1ns100ns2002年4月ESD对电路工作影响的机理电流找阻抗最小路径静电放电产生的电磁场不良搭接孔缝2002年4月ESD产生的电磁场电场kV/m磁场A/m415310210cm120cm550cm51015时间ns2002年4月静电试验的方法静电放电试验Ipeak直接放电试验感应90%I1非接触接触在

8、附近放电I放电放电产生感应场2tr3060t(ns)2002年4月ESD常见问题与改进ESDESDVESDESD屏蔽层V2002年4月ESD常见问题与改进ESD2ESDI12I1二次放电铁氧体磁珠ESD2ESD1I12002年4月电缆上的ESD防护电缆/机箱搭接VN错误2002年4月正确