典型DC24V介面防護電路分析

2021-08-27 14:17:04 字數 2358 閱讀 3329

典型dc24v介面防護電路分析            1x 2y

r1+r2+vd2為浪湧共模防護

r1+vd1為浪湧差模防護。

其中r1  mov 為壓敏電阻      其中vd為氣體放電管

1、為何既使用y電容又使用共模電感?  兩個都是濾共模干擾。

α:使用y電容的時候要有機殼地。

y電容是為高頻訊號提供最快捷的迴路通道,

β:共模電感用來阻隔共模電流,減小共模電流的傳導干擾。

y電容和共模電感配合使用提高濾共模干擾能力。

x電容  c3對高頻干擾容抗小,濾高頻干擾。

2、壓敏電阻和氣體放電管配合使用的原因?

壓敏電阻是半導體非線性電阻,沒有過電壓時呈高阻抗狀態,一旦過電壓,其阻抗突變為低值,將電壓限制在一定範圍。

氣體放電管是間隙型浪湧保護元件。 當載入在其兩端的電壓超過一定值時,管子兩極開始放電,兩極電壓迅速下降。

氣體放電管具有很強浪湧電壓吸收能力,有很高的絕緣阻抗及很小的寄生電容。較多的用在裝置的防雷保護中。

配合使用原因:壓敏電阻有較大的寄生電容,會產生一定的洩露電流,尤其是在交流電源系統中。 效能較差的壓敏電阻在使用一段時間後,由於洩露電流變大的問題,可能會發熱自爆。  

因此在壓敏電阻之間串入氣體放電管。      使壓敏電阻幾乎無洩露電流。

兩個串聯會帶來系統反應時間變長:串聯的反應時間是兩個之和。

兩個共模電感串聯使用,提公升其濾共模干擾的能力。最好使用一大一小,以濾除不同頻段的共模干擾。

為什麼使用雙向tvs的esd?

在系統不上電的時候,靜電干擾可能從任一方向影響系統,因此需使用雙向tvs的esd。

tvs一般用於主級和次級的防護。抗衝擊能量更高  抗壓稍低 響應時間稍慢與esd     選tvs一般看  封裝和功率

esd一般用於板級保護。  抗衝擊能量低些   響應極快   對高速通訊的影響極低           esd看  esd rating

esd用於放靜電,容值通常很低。  tvs的容值相對較高。

esd選型要考慮被保護訊號的速度,當速度越高時,要選擇電容c小的器件,再根據訊號電壓選擇合適反向關斷電壓等。

靜電放電的特點:   速率快、放電時的電阻很小,形成瞬時的大電流。

兩種破壞機制:大電流下的熱失效   高電壓下的靜電擊穿。

普通二極體只能起到鉗制電壓的作用,不能對高達幾百兆頻率的esd脈衝做出響應。

壓敏電阻   抗一次esd脈衝後特性就會改變,而esd保護器件抗幾萬次也不會改變特性。

共模電流會產生很強的輻射干擾,為輻射干擾。

共模電流產生的原因有以下三點:

1、外界電磁場在導線中感應出的電壓;

2、導線兩端的地電位不同;

3、導線中的地和大地的電位差。

4、來自外界電源或訊號的串入。

消除共模干擾的方法:

1、採用遮蔽雙絞線並有效接地;

2、強電場的地方有必要還需考慮採用鍍鋅管遮蔽。

3、採用線性穩壓電源或高品質開關電源供電。

4、確保接地良好。

消除差模干擾:

1、併聯電容。

2、串入差模扼流圈。相當於串入乙個差模電流產生的電感,此電感相當於乙個低通濾波元件,從而起到差模抑制作用

差模干擾和共模干擾的對比:         比如ln之間差模干擾

一般情況下 ,差模干擾幅度小,頻率低,所造成的的干擾小。差模干擾屬於對稱性干擾。

共模干擾的幅度大,頻率高,還可通過導線產生輻射,所造成的干擾較大。共模干擾屬於非對稱干擾。

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