EMS中(zhōng)的(de)浪湧抗擾度(dù)電(diàn)路(lù)分(fēn)析

每个(gè)人(rén)都知道(dào)，EMC描述了(le)産品的(de)性(xìng)能(néng)，即電(diàn)磁發(fà)射/干(gàn)擾EME和(hé)電(diàn)磁抗擾EMS。EMI它(tā)還(huán)包(bāo)括傳導和(hé)輻射；EMS還(huán)含有(yǒu)静(jìng)電(diàn).脈沖群(qún).浪湧等。本(běn)文(wén)将從EMS從浪湧抗擾度(dù)的(de)角度(dù)，分(fēn)析設计電(diàn)源的(de)前級電(diàn)路(lù)。

抗浪湧電(diàn)路(lù)分(fēn)析

如图(tú)1所(suǒ)示，它(tā)通(tòng)常用于(yú)小功率電(diàn)源模块(kuài)EMC前級原理(lǐ)图(tú)，FUSE为(wèi)保险丝(sī)，MOV壓敏電(diàn)阻，Cx为(wèi)X電(diàn)容，LDM为(wèi)差模電(diàn)感(gǎn)，Lcm为(wèi)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)，Cy1和(hé)Cy2为(wèi)Y電(diàn)容，NTC热(rè)敏電(diàn)阻。其(qí)中(zhōng)Y電(diàn)容.雖(suī)然共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)的(de)主(zhǔ)要(yào)功能(néng)不(bù)是提(tí)高(gāo)電(diàn)路(lù)的(de)浪湧抗擾程度(dù)，但它(tā)们(men)間(jiān)接影響了(le)電(diàn)路(lù)的(de)設计。

图(tú)1.常用EMC前級電(diàn)路(lù)

对(duì)ACL与ACN两(liǎng)者(zhě)之(zhī)間(jiān)施加的(de)浪湧電(diàn)壓稱为(wèi)差模浪湧電(diàn)壓，差模路(lù)徑如图(tú)中(zhōng)紅(hóng)線(xiàn)所(suǒ)示；是的(de)，ACL（或(huò)ACN）与PE两(liǎng)者(zhě)之(zhī)間(jiān)施加的(de)電(diàn)壓稱为(wèi)共(gòng)模浪湧電(diàn)壓，共(gòng)模路(lù)徑如图(tú)藍(lán)線(xiàn)所(suǒ)示。

在(zài)設计抗浪湧電(diàn)路(lù)之(zhī)前，必須确定(dìng)相應(yìng)的(de)電(diàn)路(lù)“電(diàn)磁兼容标(biāo)準”，如IEC/EN61000-4-5（对(duì)應(yìng)GB/T17626.5)規定(dìng)了(le)浪湧抗擾度(dù)的(de)要(yào)求.試验(yàn)方(fāng)法.試验(yàn)等級等。下(xià)面(miàn)我(wǒ)们(men)将根(gēn)據(jù)本(běn)标(biāo)準的(de)規定(dìng)来(lái)讨論抗浪湧電(diàn)路(lù)的(de)設计。

当輸出(chū)開(kāi)路(lù)时(shí)，浪湧電(diàn)路(lù)産生(shēng)1.2/50μs浪湧電(diàn)壓，在(zài)短(duǎn)路(lù)时(shí)会(huì)産生(shēng)8/20μs浪湧電(diàn)流。

有(yǒu)效輸出(chū)阻抗为(wèi)2Ω，因(yīn)此(cǐ)，開(kāi)路(lù)電(diàn)壓峰(fēng)值为(wèi)XKV短(duǎn)路(lù)峰(fēng)值電(diàn)流为(wèi)(X/2)KA。

当对(duì)ACL（或(huò)ACN）和(hé)PE抗浪湧試验(yàn)期(qī)間(jiān)，耦合電(diàn)路(lù)串入(rù)10Ω如果(guǒ)電(diàn)阻忽略了(le)串聯耦合電(diàn)容的(de)影響，那(nà)麼(me)短(duǎn)路(lù)峰(fēng)值電(diàn)流就(jiù)会(huì)變(biàn)成(chéng)約（X/12)KA。

相關(guān)設备介紹

1.壓敏電(diàn)阻

壓敏電(diàn)阻的(de)選擇最(zuì)重(zhòng)要(yào)的(de)參數是：最(zuì)大允許電(diàn)壓.最(zuì)大鉗位(wèi)電(diàn)壓.能(néng)承受浪湧電(diàn)流。

首先(xiān),最(zuì)大允許電(diàn)壓電(diàn)阻電(diàn)壓大于(yú)電(diàn)源輸出(chū)電(diàn)壓的(de)最(zuì)大值電(diàn)壓的(de)最(zuì)大值,其(qí)次(cì),我(wǒ)们(men)應(yìng)該确保最(zuì)大鉗位(wèi)電(diàn)壓不(bù)会(huì)超过最(zuì)大浪湧電(diàn)壓允許的(de)後(hòu)級電(diàn)路(lù);最(zuì)後(hòu),我(wǒ)们(men)應(yìng)該确保浪湧電(diàn)流通(tòng)过壓敏電(diàn)阻不(bù)会(huì)超过它(tā)所(suǒ)能(néng)承受的(de)浪湧電(diàn)流。

額定(dìng)功率等其(qí)他(tā)參數.通(tòng)过简單的(de)验(yàn)算或(huò)實(shí)验(yàn)可(kě)以(yǐ)确定(dìng)能(néng)量(liàng)脈沖等。

2.Y電(diàn)容

在(zài)進(jìn)行共(gòng)模浪湧試验(yàn)时(shí)，如果(guǒ)考虑到(dào)成(chéng)本(běn)等因(yīn)素，並(bìng)且(qiě)在(zài)共(gòng)模路(lù)徑中(zhōng)沒(méi)有(yǒu)添加壓敏電(diàn)阻或(huò)其(qí)他(tā)用于(yú)夾緊電(diàn)壓的(de)設备，則應(yìng)确保Y電(diàn)容電(diàn)壓電(diàn)阻高(gāo)于(yú)試验(yàn)電(diàn)壓。

3.輸入(rù)整流二极管

假設最(zuì)大鉗位(wèi)電(diàn)壓大于(yú)輸入(rù)整流二极管能(néng)夠承受的(de)最(zuì)大反(fǎn)向(xiàng)電(diàn)壓，則可(kě)能(néng)損壞二极管。因(yīn)此(cǐ)，應(yìng)選擇反(fǎn)向(xiàng)電(diàn)阻大于(yú)最(zuì)大鉗位(wèi)電(diàn)壓的(de)二极管作(zuò)为(wèi)輸入(rù)整流二极管。

4.共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)

理(lǐ)論上(shàng)，共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)只(zhī)在(zài)共(gòng)模路(lù)徑中(zhōng)起(qǐ)作(zuò)用，但由(yóu)于(yú)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)的(de)两(liǎng)个(gè)繞组並(bìng)不(bù)是完全(quán)耦合的(de)，未耦合的(de)部(bù)分(fēn)将作(zuò)为(wèi)差模路(lù)徑中(zhōng)的(de)差模電(diàn)感(gǎn)，影響EMC特(tè)性(xìng)。

實(shí)例分(fēn)析

背景：以(yǐ)某型号(hào)的(de)電(diàn)源模块(kuài)为(wèi)例，該模块(kuài)就(jiù)是ZLG輸入(rù)85VAC~350VAC，且(qiě)EMC模块(kuài)中(zhōng)嵌入(rù)前級電(diàn)路(lù)電(diàn)路(lù)。抗浪湧需要(yào)3个(gè)差動(dòng)模块(kuài)電(diàn)壓KV，共(gòng)模電(diàn)壓6KV。更(gèng)換更(gèng)大的(de)保险丝(sī)後(hòu)，它(tā)可(kě)以(yǐ)承受6KV差模電(diàn)壓。前級原理(lǐ)图(tú)及(jí)相應(yìng)實(shí)物(wù)图(tú)如图(tú)2所(suǒ)示。

图(tú)2.實(shí)例原理(lǐ)图(tú)与

1.差模浪湧試验(yàn)

選擇壓敏電(diàn)阻时(shí)，最(zuì)大允許電(diàn)壓應(yìng)略大于(yú)350V，此(cǐ)電(diàn)壓級壓敏電(diàn)阻的(de)最(zuì)大鉗位(wèi)電(diàn)壓为(wèi)10000V左(zuǒ)右(yòu)（50A测試電(diàn)流）。其(qí)次(cì)，在(zài)差模路(lù)徑上(shàng)，內(nèi)阻等于(yú)2Ω.脈沖電(diàn)壓为(wèi)6KV如果(guǒ)電(diàn)壓源与壓敏電(diàn)阻串聯，峰(fēng)值電(diàn)流約为(wèi)(6)KV-1KV）/2Ω=2500A。最(zuì)終(zhōng)選擇了(le)681KD14作(zuò)为(wèi)壓敏電(diàn)阻。其(qí)峰(fēng)值電(diàn)流为(wèi)4500A，最(zuì)大允許工作(zuò)電(diàn)壓385VAC，最(zuì)大鉗位(wèi)電(diàn)壓1120V。

不(bù)用擔心(xīn)，因(yīn)为(wèi)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)器中(zhōng)未耦合的(de)部(bù)分(fēn)，作(zuò)为(wèi)差模路(lù)徑中(zhōng)的(de)差模電(diàn)感(gǎn)器，将分(fēn)配部(bù)分(fēn)電(diàn)壓。事(shì)實(shí)上(shàng)，在(zài)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)器之(zhī)後(hòu)，電(diàn)路(lù)已經(jīng)得到(dào)了(le)保護。經(jīng)过测試验(yàn)證，選擇常用的(de)整流二极管1N4007即可(kě)。

2.共(gòng)模浪湧試验(yàn)

当对(duì)ACL-PE或(huò)ACN-PE测試6KV浪湧时(shí)，即共(gòng)模浪湧試验(yàn)，共(gòng)模路(lù)徑等效为(wèi)內(nèi)阻約12Ω，脈沖電(diàn)壓为(wèi)6KV電(diàn)壓源和(hé)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn).Y電(diàn)容串聯。由(yóu)于(yú)Y電(diàn)容的(de)選擇Y1級電(diàn)容，其(qí)耐壓性(xìng)較高(gāo)，6KV共(gòng)模浪湧的(de)能(néng)量(liàng)不(bù)足以(yǐ)損壞它(tā)，所(suǒ)以(yǐ)只(zhī)需要(yào)保證PE如果(guǒ)布(bù)線(xiàn)与其(qí)它(tā)布(bù)線(xiàn)保持(chí)一(yī)定(dìng)的(de)間(jiān)接，就(jiù)可(kě)以(yǐ)輕(qīng)松通(tòng)过共(gòng)模浪湧試验(yàn)。

然而(ér)，由(yóu)于(yú)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)器的(de)两(liǎng)端在(zài)浪湧試验(yàn)过程中(zhōng)会(huì)産生(shēng)高(gāo)壓和(hé)飛弧。如果(guǒ)靠近周圍設备，可(kě)能(néng)会(huì)損壞周圍設备。因(yīn)此(cǐ)，一(yī)个(gè)放(fàng)電(diàn)管或(huò)壓敏電(diàn)阻可(kě)以(yǐ)並(bìng)聯在(zài)其(qí)上(shàng)限制其(qí)電(diàn)壓，從而(ér)起(qǐ)到(dào)滅弧的(de)作(zuò)用。如图(tú)所(suǒ)示MOV2所(suǒ)示。

還(huán)有(yǒu)一(yī)種(zhǒng)方(fāng)法PCB在(zài)設计过程中(zhōng)，在(zài)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)器的(de)两(liǎng)端增加放(fàng)電(diàn)齒，使電(diàn)感(gǎn)器通(tòng)过两(liǎng)个(gè)放(fàng)電(diàn)尖端放(fàng)電(diàn)，避免通(tòng)过其(qí)他(tā)路(lù)徑放(fàng)電(diàn)，從而(ér)盡量(liàng)減少(shǎo)对(duì)周圍和(hé)後(hòu)部(bù)設备的(de)影響。如图(tú)3所(suǒ)示ZLG致(zhì)遠(yuǎn)電(diàn)子型号(hào)为(wèi)PA1HBxOD-10W電(diàn)源模块(kuài)PCB放(fàng)電(diàn)齒的(de)實(shí)物(wù)图(tú)加入(rù)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)。

图(tú)3.放(fàng)電(diàn)齒實(shí)物(wù)图(tú)

總(zǒng)結

EMC實(shí)验(yàn)通(tòng)常是非(fēi)常實(shí)用的(de)，但是如果(guǒ)我(wǒ)们(men)在(zài)設计中(zhōng)掌握了(le)一(yī)些(xiē)基本(běn)的(de)原則EMC在(zài)前級電(diàn)路(lù)中(zhōng)，将有(yǒu)更(gèng)多(duō)的(de)方(fāng)向(xiàng)進(jìn)行测試，以(yǐ)縮短(duǎn)項目開(kāi)發(fà)的(de)时(shí)間(jiān)。本(běn)文(wén)結合了(le)一(yī)个(gè)简單的(de)例子，從浪湧試验(yàn)的(de)角度(dù)介紹了(le)前級電(diàn)路(lù)設备的(de)選擇和(hé)典型電(diàn)路(lù)。在(zài)未来(lái)的(de)文(wén)章(zhāng)中(zhōng)，我(wǒ)们(men)将繼續探讨抗浪湧電(diàn)路(lù)的(de)相關(guān)內(nèi)容EMC設计性(xìng)能(néng)指标(biāo)的(de)角度(dù)EMC前級電(diàn)路(lù)。

具有(yǒu)穩定(dìng)性(xìng)能(néng)的(de)電(diàn)源模块(kuài)，完善的(de)浪湧防護電(diàn)路(lù)将最(zuì)大限度(dù)地(dì)保證系(xì)統供電(diàn)的(de)穩定(dìng)性(xìng)和(hé)可(kě)靠性(xìng)。