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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