20147瞬态脉干扰的抑制解析.pptx

第七课瞬态脉冲干扰的抑制静电放电瞬态干扰对设备的威胁静电放电静电放电浪涌信号端口电源端口电快速脉冲浪涌电快速脉冲 瞬态干扰：时间很短，频谱宽，幅度大的电磁干扰。 常见的瞬态干扰：电快速脉冲、浪涌、静电放电电感性负载在电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰是由继电器、马达、变压器等电感器件和开关动作产生的。一般这些器件构成系统的一部分，因此干扰往往在 系统内部产生。设计人员对此应给予足够的重视。CI0Vdc感性负载断开时产生的干扰VLVL电源回路中的电流（电压）t特点：脉冲串电源回路中的电流（电压）瞬态干扰产生的机理CI0Vdct根据楞次定律，当开关断开时，电感上的电流不能突然消失，电感上会产生一个很高的反电动势，E = d? / dt = -L ( di / dt ) 这个反电动势向电感的寄生电容C反向充电。随着充电电压的升高，触点上的电压也升高，当达到一定程度时，将触点击穿，形成导电通路，电容C开始放电，电压开始下降，当 电压降到维持触点空气导通的电压以下时，通路断开，又重复上面的过程。这种过程一直重复到由于触点之间的距离增加，电容上的电压不能击穿触点为止。当电容不能通过击穿触点放电时，就通过电感与电容回路放电，直到电感中的能量耗尽为止。两种触点击穿导通机理气隙上的电压气体电离自持放电辉光放电起辉电压：。维持电压：维持电压与触点的距离无关，在空气中大约为300V。需要一个最小电流，通常为几个 mA。击穿电压辉光放电320V维持电压0.08mm接触点距离 辉光放电 ? 气体电离阳极(+)电子流阴极(－)击穿电压弧光放电30V维持电压弧光放电? 金属气化接触点距离 金属气体桥－弧光放电，所需要的电压梯度一般为0.5MV/cm。维持电压一般为10－30V，维持电流一般为1A。当电压或电流不满足这个条件时，弧光放电就终止了。气体金属桥上的电流由电路电阻和电源电压决定。CI0Vdc随着触点的距离越来越远，击穿触点需要的电压越来越高，因此电容上的电压越来越高。随着击穿触点需要的电压越来越高，电容充电的时间越来越长，因此震荡波形的频率越来越低。电容C每次击穿触点向电源回路反向放电时，会在电源回路上形成很大的脉冲电流，由于电源阻抗的存在，这些脉冲电流在电源两端形成了脉冲电压，从而对共用这个电源的其它电路造成影响。电源回路中的电流t＋放电电流 静电放电现象I＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋放电电流 It1ns100ns 当一个带电物体接近一个接地导体时，带电物体上的电荷会 通过接地导体泄放，这就是静电放电现象。 静电放电产生电磁干扰的原因：放电电流具有很高的幅度和 很短上升沿，根据傅立叶变换，上升沿为1ns的脉冲，带宽达 到300MHz。 静电的产生： 接触分离起电，摩擦起电，感应起电，传导起电说明：在进行静电放电试验时，会发现一种现象：较高的静电电压和较低的静电电压都比中等程度的静电电压产生的静电放电更容易引起电路干扰。解释如下：电压较低时：带电体几乎接触上接地导体时才发生放电，放电是突发性的，上升沿很陡，幅度很大。因此干扰很厉害。电压中等时：带电体接近接地导体时，两者之间的电压导致气体电离，发生辉光放电，放电电流脉冲的上升沿较长，所占频带较窄。电压很高时：虽然也会有辉光放电发生，但是会发生多次放电。在每个多次放电序列中，会有一个以上的低电压放电，这会导致快速上升时间和高峰值电流，产生严重的问题。浪涌产生的原因I浪涌主要是由雷电在电缆上感应产生的，功率很大的开关也能产生。浪涌的特点是能量很大，室内的浪涌电压幅度可达到6kV，室外会超过10kV。浪涌虽然不象EFT那么普遍，但是一旦发生危害是十分严重的，往往导致电路的损坏一般小于75kA最大可达300kA导体周围产生强磁场特点：能量大浪涌试验波形 直接雷、感应雷直接雷：感应雷：瞬态干扰的频谱A2A?0.5A?时间频率1/??1/?tr瞬态类型tr? 1/?? 1/?tr A 2A?EFT 5ns 50ns6. 4MHz 64MHz 4kV 0.4V/MHzESD 1ns 30ns 10MHz 320MHz 30A 1.8?A/MHz浪涌1.2?s 50?s6.3kHz 265kHz 4kV 0.4V/MHz瞬态干扰抑制原理电 阻分压法：电 感电 容电 容＋电阻气体放电管分流法：瞬态抑制二极管压敏电阻低通滤波器： 截止频率小于1 / ??对策上策低通滤波器 抑制高频 差模干扰压敏电阻浪涌抑制器件下策瞬态抑制二极管气体放电管并 用被保护电路端浪涌注入端RLL被保护电路端被保护电路端浪