防雷专业用4瞬态干扰的抑制讲解.ppt

第七章　瞬态干扰的抑制 　 瞬态噪声(例如电快速瞬变脉冲群（EFT)、浪涌噪声SURGE（雷电浪涌、投切过电压、核电磁脉冲等）、静电放电（ESD）等) 特点：幅度大，时间短，频谱宽 用时域法描述比较方便，相应地，必须采用一些特殊的、方便易行的抑制这些瞬态干扰的方法 三种瞬态干扰的比较： 1 脉冲上升时间：ESD — 极快，1ns，EFT— 很快，约5ns，浪涌— 慢，?s数量级 2 能量：ESD — 低，EFT（单个脉冲）— 中等，浪涌— 高 3 电压（负载阻抗高）：ESD — 15kV以上，EFT — 10kV以下，浪涌— 10kV－ 4 电流（负载阻抗低）：ESD — 人体放电为几十A，装置放电可达数百A，EFT—几十A， 浪涌 — 几千A 至上百千安 说明：NEMP（核电磁脉冲）也会在电缆中感应出浪涌，但它的上升时间很短，在ns级。 一．触点开关噪声及其抑制(EFT) 一个载流的触点开关在断开或闭合的瞬间，两个触头之间可能会发生短时间的电击穿现象——辉光放电和弧光放电。 这些由电击穿引起的放电过程，一方面会损伤开关的触头，降低它们的使用寿命；另一方面会同时产生短时间的高频辐射和在线路中引起电流、电压的浪涌，这些浪涌电流和电压又可能干扰其他电路， 放电噪声机理 辉光放电 　　当两触头之间的空气隙击穿产生辉光放电时，存在一个维持辉光放电的最低辉光放电电压Ug。例如，当两触头之间的间隙为7．62μm时， Ug约为300V左右(参看图) 　　 辉光放电造成的干扰与电晕放电情况类似，属于辐射性质的干扰。通常，这种放电是发生在设备内部，其产生的干扰要比电晕放电的影响更为明显和严重。 弧光放电 当两触头之间的距离继续减小时，辉光放电电流增大，进入异常辉光放电区，会导致热弧光放电。弧光放电也存在一个维持弧光放电的最低弧光放电电压UA和最低弧光放电电流IA，它的典型值参见表2—5。 对所有有触点开关控制的电路(特别是电感性负载电路)而言，在开关断开或闭合瞬间，开关触头间部可能因电感存贮磁能的释放，造成瞬态高电压或瞬态冲击电流，而出现触头气隙击穿和放电过程 　　　　瞬态干扰抑制措施　　接在电感负载两端的瞬态噪声抑制网络 接在开关两端的开关防护电路 瞬态干扰的频谱 消除感性负载干扰 阻尼电路参数确定 过零开关消除干扰 瞬态干扰抑制原理 低通滤波器对瞬态干扰的作用 Fco 1 / ?? Fco 1 / ?? 低通滤波器对瞬态干扰的抑制 瞬态干扰抑制器件 气体放电管的跟随电流 放电管与压敏电阻组合 作用在开关电源上的浪涌 浪涌抑制器件的保护作用 TVS增容问题 多级浪涌抑制电路 地线反弹与对策 二.雷击浪涌 LEMP是强度很大，干扰空间范围很广、频谱很宽的电磁干扰源，需要专门研究 雷电流的波形 如图，先由纵轴上的0.1、0.9、和 1.0 三个刻度作三条横轴的平行线， 前两条平行线分别与波形曲线的头部分相交于A、B两点，过A、B两点作 一条直线,该直线与第三条平行线和横轴分别相交于C、D 两点，由C点引 横轴的垂线, 其垂足E点与 D点之间的时间即定义为 波头时间,用 t1 表示。 为了定义波长时间, 再由纵轴上0.5刻度作横轴的平行线,该平行线与 波形 曲线的波尾部分相交于F点, 从 F点引 横轴的垂线, 垂足G点与 D点之间的时间即定义为波长 时间，用t2表示.由于波长时间 也是波形曲线衰减到半幅值所 需要的时间, 它习惯上也被称 为半幅值时间。在定义了波头 和波长时间后, 单极性雷电流 脉冲波形可计为t1/t2, 这里t1和 t2一般采用?s作单位。 浪涌电压现象（标准波形） 幅度 千伏 （kV） 或 千安 （kA） 根据IEC61312-1： 雷电流可分为三种典型的波形 三、冲击电流测试脉冲 10/350?s和8/20 ?s电流波形比较 五 、雷电流的实测波形 六、首次及雷击的雷电流参量 七、后续雷击的雷电流参量 八、长时间雷击的雷电流参量 SPD实物 电涌保护电路概述 电涌保护电路是为了防止被保护电路受到过大的过载冲击而设置的，它应当具备如下特点 1：正常工作时，保护电路对系统的影响可忽略不计，即它的并联电阻应足够大 2：对过载电压应有良好的符位能力，即在大瞬变电压进入电路期间，被保护电路的两端电压应接近或低于系统的最大工作电压。 3)应具有强的分流能力，保护电路能吸收最坏情况下的瞬变过程能量，而自身又不致损坏。 4)对过载电压应有尽量短的响应时间。 5)在瞬变过程结束后应恢复正常，不应是不可恢复的、—次性的，并能对持续不断或连续的过载过程起保护作用而不致损坏。 6)