瞬态脉冲干扰的抑制.ppt

第七部分瞬态脉冲干扰的抑制
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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
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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
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Fco > 1 / 
VOUT = VP(f) f1 = 2VIN  /  = 2VIN / 
输出脉冲的幅度略有降低
fco
VIN
VOUT

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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 =
V 2OUT dt
out
= 1 / fco
(2VIN)2 fco =
V 2OUT /  fco
V / V OUT =
2  fco 
fco
out
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低通滤波器对瞬态干扰的抑制
VOUT / VIN
-10
-20
-30
-40
 fCO
1/2



0
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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
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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！
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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
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作用在开关电源上的浪涌
开关电源等效电路
6kV, 3kA
 50 s
浪涌波形
0 20 40 60 80 100 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
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浪涌抑制器件的保护作用
开关电源等效电路
6kV, 3kA
 50 s
浪涌波形
0 20 40 60 80 100 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
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TVS增容问题
R
R
1M
1M
不行
可以
最好
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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2
V1  V2 + 电压偏差1+电压偏差2
V =V1MAX - V2MIN
Z  V / I2P
V1
V2
V0MAX
浪涌
一级
二级
V
V2
V1
V0
Z
V
I2P
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地线反弹与对策
设施地
设备参考地
VG
VZ + VG
VZ
若电流为5kA，，则反弹电压达到2500V !
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静电放电现象
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
放电电流 I
1ns
100ns
I
t
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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
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ESD产生的电磁场
5 10 15
1
2
3
4
电场 kV/m
磁场 A/m
5
10
15
时间 ns
10 cm