电快速瞬变脉冲群和浪涌干扰机理与抑制技术研究

防浪涌电路汇总

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防浪涌电路调研总结常用的防浪涌电路有三种方案：一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路，例如TVS管（瞬态抑制二极管），气体放电管，PTC（热敏电阻）等。这些防雷元器件的价格都很低。二、光耦合电路。(光隔离器件，价格较低，TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术，是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路，减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右，adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源：浪涌通常由自然界的雷电、电源系统（特别是带很重的感性负载）开关切换时引起的，浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流，例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰，其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。通常所说的防浪涌，有两个耐压指标，一个是共模，一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过，数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的，虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多，但它不像前者那样只维持很短的几毫秒，而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模，也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压，前端后端都一起烧坏；器件不会标称差模的耐压，这个由电路的设计来决定，如果超过这个耐压，前端烧坏，后端不会烧坏。防浪涌电路通常分为隔离法和规避法：一、隔离法光耦合（需要隔离电源）光耦合器（optical coupler，OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。只要浪涌产生的电压幅值不超过光耦器件标称的值（通常为2500V），光耦就不会损坏，即使浪涌电压长时间地存在也不会对被隔离的设备产生损害。值得注意的是，光耦一般只能抑制共模形式的浪涌，不能抑制差模形式的浪涌。光耦

电快速脉冲群实验及其对策(EFT)

电快速脉冲群实验（IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test）及其对策综述一．试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。此波形不是感性负载断开的实际波形（感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的），而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成，每一个脉冲串持续15ms，由数个无极性的单个脉冲波形组成，单个脉冲的上升沿5ns，持续时间50ns，重复频率5K。根据傅立叶变换，它的频谱是从5K--100M的离散谱线，每根谱线的距离是脉冲的重复频率。二．实验设备 1.电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量；波形形成电阻和储能电容配合，决定了波形的形状；阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗（标准为50欧姆）；隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。 2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络（CDN---Couple and Decouple networks），这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线（L1、L2、L3、N及PE）上，信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连，机壳则接到参考接地端子上。耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。 3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用，在GB/T17626.4的第6.3节中指出，耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。受试线路的电缆放在耦合夹的上下两块耦合板之间，耦合夹本身应尽可能地合拢，以提供电缆和耦合夹之间的最大耦合电容。耦合夹的两端各有一个高压同轴接头，用其最靠近受试设备的这一端与发生器通过同轴电缆连接。高压同轴接头的芯线与下层耦合板相连，同轴接头的外壳与耦合夹的底板相通，而耦合夹放在参考接地板上。三. 实验设置下面是在实验室进行电快速脉冲群抗扰度试验时所必须的配置： 1.参考接地板用厚度为0.25mm以上的铜板或铝板（需提醒的是，普通铝板容易氧化，易造成试验仪器、受试设备的接地电缆与参考接地板之间塔接不良，宜慎用）；若用其他金属板材，要求厚度大于0.65mm。参考接地板的尺寸取决于试验仪器和受试设备，以及试验仪器与受试设备之间所规定的接线距离（1m）。参考接地板的各边至少应比上述组合超出0.1m。参考接地板应与实验室的保护地相连。 2.试验仪器（包括脉冲群发生器和耦合/去耦网络）放置在参考接地板上。试验仪器用尽可能粗短的接地电缆与参考接地板连接，并要求在搭接处所产生的阻抗尽可能小。 3.受试设备用0.1±0.01m的绝缘支座隔开后放在参考接地板上（如果受试设备是台式设备，则应放置在离参考接地板高度为0.8±0.08m的木头桌子上）。受试设备（或试验桌子）距参考接地板边缘的最小尺寸满足项1（0.1m）的规定。受试设备应按照设备的安装规范进行布置和连接，以满足它的功能要求。另外，受试设备应按照制造商的安装规范，将接地电缆以尽量小的接地阻抗连接到参考接地板上（注意，不允许有额外的接地情况出现）。当受试设备只有两根电源进线（单相，一根L，一根N），而且不设专门接地线时，受试设备就不能在试验时单独再拉一根接地线。同样，受试设备如果通过三芯电源线进线（单相，一根L，一根N，及一根电气接地线），未设专门接地线时，则此受试设备也不允许另外再设接地线来接地，

浪涌冲击和谐振及防范措施

浪涌冲击和谐振及防范措施概述电容器可用于改善交流系统的功率因数，但同时也会产生负作用。在一些情况下，使用电容器是产生负作用的主要原因；在另一些情况下，电容器又会受负作用的危害。不管在那一类情况，电气工程师都应了解系统的状况，采取必要的措施，防止浪涌冲击和谐振造成的危害。目前，随着斩波直流设备，尤其是SCR 驱动设备越来越广泛的应用，这两方面的危害日趋严重。浪涌冲击的产生浪涌冲击（瞬态脉冲尖峰）问题的出现，可以追溯到本世纪三十年代，当时它是由医疗用X射线机而引发。到了四十年代，由大型电弧焊机和冶炼炉引发的电压闪变引起了工程师的广泛注意。浪涌冲击在近年来变得更为严重，随着斩波型开关电源设备（如计算机及UPS等）和大型整流电源设备的广泛使用，浪涌冲击和谐波畸变变得更为普遍。即使没有电容器，线路中的干扰事件也会经常发生，由此引发的设备误动作、电压畸变、过电流及不平衡电流等现象经常发生。另外，电力系统中开关的分合、熔断器的动作、设备绝缘击穿、大容量设备的投切启动及其它故障等，都会引发浪涌冲击脉冲干扰。浪涌冲击的危害在谐振发生时将会更严重。在脉冲的一系列频谱中，当线路电感量和电容量接近时，便有可能引发谐振，导致谐波在系统的局部地区放大。谐振不仅会随着瞬间干扰产生高电压和过电流，使事态恶化，也会在基频系统中叠加谐振电流，引起设备和绝缘过热，甚至烧毁损坏。整流设备对电网运行的影响近年来，整流系统的应用日趋广泛，已成为浪涌冲击和谐振的主要原因，如商业大厦中的电梯变频调速驱动系统，不间断电源供电系统（UPS）等。同时，整流触发电路（Rectifier Firing Circuit）也会引发浪涌冲击和谐振问题。整流设备不仅导致波形畸变，也常令功率因数下降，因此需要安装补偿电容器以改善功率因数,但是电容器又容易引发谐振问题,在轻载时必须切除。在整流器电路分析中有三个因素应受到注意：第一.电路中开关分合引发的瞬间浪涌干扰。整流器和逆变器是一系列复杂的固态开关电路，它们首先从交流电源电路的一相中吸取电流，然后又转到下一相，不断循环，依次给同一输出导线供电（直流输出）。当电流由一相导线转换到另一相时，两相导线基本处于短路状态，虽然短路状态仅持续零点几毫秒，却造成尖峰和缺口脉冲浪涌干扰，如图-1，

浪涌的抗干扰

浪涌的抗干扰(SURGE)测试介绍浪涌的抗干扰测试(SURGE) 1 浪涌的起因（1）雷击（主要模拟间接雷）：例如，雷电击中户外线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压；又如，间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在线路上感应出的电压或电流；再如，雷电击中了邻近物体，在其周围建立了电磁场，当户外线路穿过电磁场时，在线路上感应出了电压和电流；还如，雷电击中了附近的地面，地电流通过公共接地系统时所引入的干扰。（2）切换瞬变：例如，主电源系统切换时（例如补偿电容组的切换）产生的干扰；又如，同一电网中，在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰；再如，切换有谐振线路的晶闸管设备；还如，各种系统性的故障，例如设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。 2 试验的目的通过模拟试验的方法来建立一个评价电气和电子设备抗浪涌干扰能力的共同标准。 3 浪涌的模拟按照IEC61000-4-5（GB/T17626.5）标准的要求，要能分别模拟在电源线上和通信线路上的浪涌试验。由于线路的阻抗不一样，浪涌在这两种线路上的波形也不一样，要分别模拟。图1 综合波发生器简图注：U—高压电源, RS—脉冲持续期形成电阻, RC—充电电阻, Rm—阻抗匹配电阻, CC—储能电容, Lr—上升时间形成电感

图2 综合试验波（a）1.2/50μs开路电压波形（按IEC601波形规定）波前时间：T1=1.67×T=1.2μs±30％半峰值时间：T2=50μs±20％(b)8/20μs短路电流波形（按IEC601波形规定）波前时间：T1=1.25×T=8μs±30％半峰值时间：T2=20μs±20％（1）主要用于电源线路试验的1.2/50μs（电压波）和8/20μs（电流波）的综合波发生器图6是综合波发生器的简图。发生器的波形则见图7所示。对试验发生器的基本性能要求是：开路电压波：1.2/50μs；短路电流波：8/20μs。开路输出电压（峰值）：0.5kV～4kV 短路输出电流（峰值）：0.25kA～2kA 发生器内阻：2Ω（可附加电阻10或40Ω,以便形成12或42Ω的发生器内阻）浪涌输出极性：正/负浪涌移相范围：0°～360° 最大重复率：至少每分钟1次（2）用于通信线路试验的10/700μs浪涌电压发生器发生器的基本线路见图8所示。相应的电压浪涌

电快速瞬变脉冲群__EFT原理及解决方法

摘要：量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰，出现电磁干扰的几率很大，严重影响量度继电器及装置的正常工作。其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手，总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征，提出抑制的方法。关键词：瞬态脉冲骚扰；原因及特征；抑制方法。 1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源，这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响，严重时也要损坏元器件，甚至损坏设备以至于整个系统。这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。产生瞬态脉冲骚扰源的原因有：雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。 2 瞬态脉冲骚扰的产生原因 2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中，在电感上要产生反电势。根据楞次定律：这个反电势应为。反电势要向寄生电容C反向充电，随着充电电压的升高，当达到一定数值时，在触点之间要出现击穿现象，形成导电通路。一旦出现导电通路时，电容C就要开始放电，使电压下降，当电压降到维持触点导通电压以下时，触点又将处于断开状态。上述过程就要重复发生，此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。当电容不能通过击穿触点放电时，就通过电感回路放电，直至电感中能量消耗完为止。在上述过程中，电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电，因此在电源回路上形成很大的脉冲电流，由于电源回路也有阻抗存在，脉冲电流通过电源回路时，在其两端就要形成脉冲电压，而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。随着触点间隙的变化，击穿触点间隙所需要的电压是变化的。当触点间隙越来越大时，击穿电压越来越高。因此电容C上的电压也要越来越高。当触点击穿所需要的电压越高时，电容充电的时间就越长，振荡波形的频率就越低。 2．2 主要的瞬态脉冲骚扰的产生及特点 (1) 电快速瞬变脉冲群骚扰电快速瞬变脉冲群骚扰是由于电路中断开感性负载时产生的。它的特点是骚扰信号不是单个脉冲，而是一连串的脉冲群。一方面由于脉冲群可以在电路的输入端产生积累效应，使骚扰电平的幅度最终可能超过电路的噪声容限。另一方面脉冲群的周期较短，每个脉冲波的间隔时间较短，当第一个脉冲波还未消失时，第二个脉冲波紧跟而来。对于电路中的输入电容来说，在未完成放电时又开始充电，因此容易达到较高的电压，这样对电路的正常工作影响甚大。电快速瞬变脉冲群骚扰源的电压的大小取决于负载电路的电感，负载断开速度和介质的耐受能力。这类骚扰电压的特征是：幅值高、频率高。当触点断开时，电感电路中的电流企图继续通过，在触点之间产生高压，并引起电弧的重燃，这样就会产生一连串的电压脉冲叠加到继电器及装置连接的电源上。电快速瞬变脉冲群骚扰电压主要是共模电压。它是通过电容耦合间接传输至其它电路，当由一个电路的电压产生的电场和第二个电路的导体交链时就会产生电容耦合。 (2) 浪涌(冲击)骚扰浪涌(冲击)骚扰是雷电在电缆上感应产生的骚扰，它也可能在很大功率的开关在断开过程中产生。冲击(浪涌)骚扰的特点就是能量很大，在室内，浪涌(冲击)电压可达到6kV，室外可

防浪涌电路总结

常用的防浪涌电路有三种方案

常用的防浪涌电路有三种方案常用的防浪涌电路有三种方案：一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路，例如TVS管（瞬态抑制二极管），气体放电管，PTC（热敏电阻）等。这些防雷元器件的价格都很低。二、光耦合电路。(光隔离器件，价格较低，TPL521-4价格为2元左右。) 三、磁耦合电路。磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术，是基于芯片级变压器的隔离技术。利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路，减少PCB的面积。(adm2483的价格在10元左右，adm3251e的价格在10元~20元之间。) 浪涌的来源：浪涌通常由自然界的雷电、电源系统（特别是带很重的感性负载）开关切换时引起的，浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流，例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰，其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。通常所说的防浪涌，有两个耐压指标，一个是共模，一个是差模。自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过，数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的，虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多，但它不像前者那样只维持很短的几毫秒，而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。光耦或磁耦器件标称的耐压是共模，也就是前端到后端之间的耐压。如果超过这个耐压，前端后端都一起烧坏；器件不会标称差模的耐压，这个由电路的设计来决定，如果超过这个耐压，前端烧坏，后端不会烧坏。防浪涌电路通常分为隔离法和规避法：一、隔离法光耦合（需要隔离电源）光耦合器（optical coupler，OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波

快速脉冲群测试原理及分析

快速脉冲群测试原理及对策快速瞬变脉冲群干扰机理 1.实验的目的电快速瞬变脉冲群EFT试验的目的是验证电子设备机械开关对电感性负载切换、继电器触点弹跳、高压开关切换等引起的瞬时扰动的抗干扰能力。这种试验方法是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。容易出现问题的场合有电力设备或监控电网的设备、使用在工业自动化上面的设备、医疗监护等检测微弱信号设备。 2.干扰的特点 EFT的特点是上升时间快，持续时间短，能量低，但具有较高的重复频率。EFT一般不会引起设备的损坏，但由于其干扰频谱分布较宽，会对设备正常工作产生影响。其干扰机理为EFT对线路中半导体结电容单向连续充电累积，引起电路乃至设备的误动作。 1）电快速瞬变脉冲群测试及相关要求不同的电子、电气产品标准对EFT抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于EFT抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.4这一电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进行试验。下面就简要介绍一下该标准的内容。 2）信号发生器和试验波形 a）信号发生器其中，U为高压直流电源，Rc为充电电阻，Cc为储能电容，Rs为内部的放电电阻，Rm为阻抗匹配电阻，Cd为隔直电容，R0为外部的负载电阻，Cc的大小决定了单个脉冲的能量，Cc和Rs的配合决定了脉冲波的形状（特别是脉冲的持续时间），Rm决定了脉冲群发生器的输出阻抗（标准规定是50Ω），Cd则隔离了脉冲群发生器输出波形中的直流成分，免除了负载对脉冲群发生器工作的影响。b）实验波形试验发生器性能的主要指标有三个：单个脉冲波形、脉冲的重复频率和输出电压峰值。GB/T17626.4要求试验发生器输出波形应如图1，2所示。

电快速瞬变脉冲群抑制方法

电快速瞬变脉冲群(EFT)抑制方法一、电快速瞬变脉冲群特点电快速瞬变脉冲群EFT是电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰，是由继电器、接触器、电动机、变压器等电感器件产生的,是时间很短但幅度很大的电磁干扰，是一连串的脉冲，可以在电路输入端产生累计效应，使干扰电平的幅度最终超过电路的噪声门限，对电路形成干扰。电快速瞬变脉冲群由大量脉冲组成，具有如下特点： 1)幅值在100V至数千伏； 2)脉冲频率在1kHz至1MHz； 3)单个脉冲的上升沿在纳秒级，脉冲持续时间在几十纳秒至数毫秒； 4)EFT所形成的骚扰信号频谱分补非常宽，数字电路对它比较敏感，易受到干扰。相关标准： GB/T 17626.4-2008《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》二、电快速瞬变脉冲群常见抑制方法 1) 减小PCB接地线公共阻抗：增加PCB接地导线的面积，减小电感量成分； 2) 加接EFT电感瞬态干扰抑制网络：在电感元件上并接压敏电阻、阻容电路、二极管、TVS 管、背靠连接的稳压二极管等； 3) 电源或信号干扰源输入口，使用滤波器或吸收器等滤波元器件，选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好； 4) 电子元器件选择时，选用性能可靠的关键器件；最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验，质量可靠的元器件选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力； 4) PCB布局时，将干扰源远离敏感电路； 5) PCB布线时注意线缆的隔离，强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离，各类走线要尽量短， 6) 正确使用接地技术，减小环路面积； 7) 安装瞬态干扰吸收器； 8) 软件设计时，考虑避免干扰对系统的影响，软件上应正确检测和处理告警信息，及时恢复产品的状态； 9) I/O信号进出由完全隔离的变压器或光耦连接，更好的实现隔离； 10) 使用高阻抗的共模或差模电感滤波器 11) 使用铁氧体磁环； 12) 在PCB层电源输入位置要做好滤波，通常采用的是大小电容组合，根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号； 13) 组装生产环节中应严把质量关，做好生产工艺流程控制，尽量保证产品质量的一致性，减少因个别产品质量问题带来的测试不合格现象；三、PCB抗干扰设计 1、电源电路抗干扰设计 1) 变压器及稳压模块应就近安装在交流电源进入系统的地方； 2) 强电输送线绝不能在系统内乱布； 3) 电源供电线应尽量短，板间连接线使用双绞线； 4) 交流输入、功率继电器、电源滤波器、电源变压器等干扰源电路应与系统稳压后的5V、3.3V等布线严格分开并进行有效隔离；

浪涌知悉讲解

浪涌知悉講解浪涌是一种上升速度高、持续时间短的尖峰脉冲。其产生原因是多方面的，诸如：电网过压、开关打火、虬源反向、静电、电机/电源噪声等。众所周知,电子产品在使用中经常会遇到意外的电压瞬变和浪涌,从而导致电子产品的损坏,损坏的原因是电子产品中的半导体器件(包括二极管、晶体管、可控硅和集成电路等）被烧毁或击穿。据估计,电子产品的故障有７５%是由于瞬变和浪涌造成的。电压的瞬变和浪涌无处不在,电网、雷击、爆破,就连人在地毯上行走都会产生上万伏的静电感应电压,这些,都是电子产品的隐形致命杀手。因此,为了提高电子产品的可靠性和人体自身的安全性,必须对电压瞬变和浪涌采取防护措施。其方法之一是使整机和系统接地,整机和系统的地(公共端)和大地应分开,整机和系统中的每个子系统均应有独立的公共端,在子系统之间需传输数据或信号时,应以大地为参考电平,接地线(面)必须能流过很大的电流,如几百安培。第二种防护方法是在整机和系统中的关键部位(如电脑的显示器等)采用电压瞬变和浪涌的防护器件,使电压瞬变和浪涌通过防护器件旁路到子系统地和大地,从而让进入整机和系统中的瞬变电压和浪涌幅度大大降低。第三种防护方法是对重要和昂贵的整机和系统采用几个电压瞬变和浪涌防护器件的组合形式,以构成多级防护电路。 2 对浪涌的防护方法浪涌保护器为电子设备的电源浪涌防护提供了一种简便、经济、可靠的防护方法，通过防浪涌元件（MOV），在雷击感应及操作过电压时，迅速将浪涌能量传入大地，保护设备免遭损害。（1）并联型电涌保护器并联于供电线路上在正常情况下，防雷模块内的压敏电阻处于高阻状态。电网遭受雷击或开关操作出现瞬时浪涌过电压时，防雷器在纳秒级时间内响应，压敏电阻呈低阻状态，迅速将过电压限制在一个很低的幅值内。当线路中有较长时间的持续脉冲或持续过电压，压敏电阻器性能劣化而发热到一定程度使热脱机构脱扣，避免火灾发生，从而保护设备。（2）串联滤波型电涌保护器串联接入供电线路中为贵重的电子设备提供安全、洁净的电源，雷电波除了有巨大的能量外，还有极其陡峭的电压及电流上升率。并联型电涌保护器只能抑制雷电波的幅值，但无法改变其急剧上升的前沿。串联滤波型电源电涌保护器串联于供电

TVS瞬态干扰抑制器性能与应用

TVS瞬态干扰抑制器性能与应用作者：山东莱芜钢铁集团公司动力部周志敏摘要：本文阐述了电子设备瞬态干扰产生的机理，介绍了TVS瞬态干扰抑制器件的工作原理、特性参数及在电子设备中的设计应用。关键词：瞬态干扰；TVS；设计应用瞬态干扰瞬态干扰指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。瞬态干扰会造成控制系统的电源电压的波动；当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上，使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时，便会损坏控制系统内部的设备，因此必须采用抑制措施。硅瞬变吸收二极管硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件；其应用是与被保护设备并联使用。硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。 TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作；也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。 TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。 TVS的特性 TVS的电路符号和普通的稳压管相同。其电压-电流特性曲线如图1所示。其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。图2是TVS的电流-时间和电压-时间曲线。在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压V WM上升到击穿电压VBR，而被击穿。随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的过程。当TVS两极受到反向高能量冲击时，它能以10~12s级的速度，将其两极间的阻抗由高变低，吸收

JJF(电子)30384-2007电快速瞬变脉冲群校准规范

JJF(电子)30384-2007 电快速瞬变脉冲群校准规范 1 范围本规范适用于电快速瞬变脉冲群发生器的校准，也适合于多功能电磁抗扰度测试仪的电快速瞬变脉冲群部分的校准。 2 引用文献 GB17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 3 概述电快速瞬变脉冲群发生器（Electrical Fast Transient/Burst Generator,以下简称发生器）是电磁兼容抗干扰试验中用到的重要仪器。发生器主要用于模拟沿电网传播或从信号线耦合的电快速瞬变脉冲群对电子仪器设备的冲击过程，考察被测试电子仪器设备的抗电快速瞬变脉冲群的能力。发生器主要由直流电压发生器、放电开关、波形网络组成。 4 计量性能要求 4.1 单脉冲电压峰值范围：（0~4）kV，最大允许误差±10%（分别在50Ω、1000Ω负载时）。 4.2 单脉冲上升时间 5ns，最大允许误差±30%（分别在50Ω、1000Ω负载时）。 4.3 单脉冲持续时间 50ns，最大允许误差±30%（分别在50Ω、1000Ω负载时）。 4.4 单脉冲重复频率 5kHz、100kHz，最大允许误差±20%。 4.5 脉冲群持续时间单脉冲重复为5kHz时，脉冲群持续时间为15ms，最大允许误差±20%；单脉冲重复为100kHz时，脉冲群持续时间为0.75ms，最大允许误差±20%。 4.6 脉冲群周期 300ms，最大允许误差±20%。图1 脉冲群波形图

5 校准条件 5.1 环境条件 5.1.1 温度：（23±5）℃ 5.1.2 相对湿度：（65±15）% 5.1.3 周围无影响正常校准工作的电磁干扰和机械震动。 5.2 对标准设备的要求 5.2.1 50Ω脉冲高压衰减器：功率≥2W，带宽≥400MHz，衰减器的输入阻抗和输出阻抗为50Ω。 5.2.2 1000Ω脉冲高压衰减器：功率≥2W，带宽≥400MHz，衰减器的输入阻抗为1000Ω，输出阻抗为50Ω。 5.2.3 数字存储示波器：带宽≥400MHz，幅度测量最大允许误差优于±1.5%。 6 校准项目和校准方法 6.1 外观及结构检查 6.1.1 发生器的标志应符合国家相关技术文件的规定，发生器应明示以下信息： ——产品名称及型号 ——出厂编号（或设备编号） ——生产日期 ——制造厂商（或商标） 6.1.2 发生器应设有接地端钮，并标明接地符号，接地线应完好无损。 6.1.3 发生器的开关、旋钮、按键、接口等控制和调节机构应有明确标志。 6.2 单脉冲电压峰值（分别在50Ω、1000Ω负载时）校准发生器的单脉冲电压峰值时，使用数字存储示波器和脉冲高压衰减器，其接线如下图：图2 校准原理图将发生器的输出直接连接到脉冲高压衰减器的输入端，脉冲高压衰减器的输出端接示波器，校准要分别在50Ω、1000Ω负载时进行。校准方法如下： 6.2.1 示波器和发生器开机预热半小时以上，方可进行测量。 6.2.2 脉冲高压衰减器输出端为BNC头，输入端通常为特殊的SHV头，使用时注意不要接反。如发生器的输出不是SHV头，则应使用转接头连接发生器和脉冲高压衰减器。 6.2.3 示波器设置为50Ω输入阻抗，以及合适的电压、时间档和触发模式。 6.2.4 将发生器调节到需校准点，按开始键。 6.2.5 从示波器读数，并将示波器捕捉到的脉冲波形存储，读取并记录单脉冲峰值电压和单脉冲波形参数。 6.2.6 调节发生器的输出电压，校准下一点。 6.2.7 校准完毕，将发生器输出调节到零。 6.3 单脉冲上升时间（分别在50Ω、1000Ω负载时）校准发生器的单脉冲上升时间时，其接线图同图2，可以和单脉冲电压峰值的校准同时进行。

1_TVS瞬态干扰抑制器 (1)

TVS瞬态干扰抑制器写于2008-09-09 14:06:06 瞬态干扰瞬态干扰指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号,其特点是作用时间极短,但电压幅度高、瞬态能量大。瞬态干扰会造成控制系统的电源电压的波动;当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上,使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时,便会损坏控制系统内部的设备,因此必须采用抑制措施。硅瞬变吸收二极管TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管,是箝位型的干扰吸收器件;其应用是与被保护设备并联使用。硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力,及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压,以及感应雷所产生的过电压。TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种,它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右,以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压,使TVS漏电流影响电路正常工作;也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。TVS管有多种封装形式,如轴向引线产品可用在电源馈线上;双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。 TVS的特性 TVS的电路符号和普通的稳压管相同。其电压-电流特性曲线如图1所示。其正向特性与普通二极管相同,反向特性为典型的PN结雪崩器件。图2是TVS的电流-时间和电压-时间曲线。在浪涌电压的作用下,TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压V BR,而被击穿。随着击穿电流的出现,流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP,同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。其后,随着脉冲电流按指数衰减,TVS两极间的电压也不断下降,最后恢复到初态,这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的过程。当TVS两极受到反向高能量冲击时,它能以10~12s级的速度,将其两极间的

电快速瞬变脉冲群(EFT)和静电(ESD)问题的测量和定位-6页文档资料

电快速瞬变脉冲群(EFT)和静电(ESD)问题的测量和定位大部分电子产品需要通过电快速瞬变脉冲群（EFT）（根据IEC61000-4-4）和静电放电（ESD）(根据IEC61000-4-2)等项目的标准测试。EFT和ESD是两种典型的突发干扰，EFT信号单脉冲的峰值电压可高达4kV，上升沿5ns。接触放电测试时的ESD信号的峰值电压可高达8kV，上升时间小于1ns。这两种突发干扰，都具有突发、高压、宽频等特征。在进行标准的EFT/ESD测试时，把干扰脉冲从设备外部耦合到内部，同时监视设备的工作状态。如果设备没有通过这些标准的测试，测试本身几乎不能提供任何如何解决问题的信息。要想定位被测物(EUT)对突发干扰敏感的原因和位置，必须进行信号测量。但是如果采用示波器进行测量的话，EUT内部的干扰会产生变化。例如图1中，使用金属导线的探头连接到示波器，会形成一个额外的干扰电流路径，从而影响测试结果，很难定位产生ESD/EFT问题的原因。 EFT/ESD干扰电路正常工作的机理在进行EFT/ESD等抗扰度测试时，需要把相应的突发干扰施加到 EUT的电源线，信号线或者机箱等位置。干扰电流会通过电缆或者机箱，流入EUT的内部电路，可能会引起EUT技术指标的下降，例如干扰音频或视频信号，或者引起图1 用示波器测量EFT/ESD 通信误码等；也可能引起系统复位，停止工作，甚至损坏器件等。电子产品的抗干扰特性，取决于其PCB设计和集成电路的敏感度。电路对EFT/ESD信号敏感的位置，一般能被精确定位。形成这些"敏感点"的原因，很大程度上取决于GND/VCC的形状以及集成电路的类型和制造商。实践发现，产生EFT/ESD问题的最主要的原因是，干扰电流的主要部分会流入低阻抗的电源系统。干扰电流能通过直接的连接进入GND系统，再由线路连接，从另外一个地方耦合出来；干扰电流也能通过直接连接进入GND系统，然后通过和金属块(例如机箱)等物体的容性耦合方式，以电场的方式(场束)耦合出来。图2中，干扰脉冲电流I通过电缆或者电容渗透到PCB内。由干扰电流产生电场干扰(电场强度E)或者磁场干扰(磁场强度B)。磁脉冲场B或电脉冲场E是影响PCB最主要的基本元素，一般来说，敏感点要么仅对磁场敏感，要么仅对电场敏感。干扰电流I通过电源线注入到设备内部。由于旁路电容C的存在，一部分电流IA离开了被测物，内部的干扰电流Ii被减少了。图中所示的由干扰电流Ii产生的磁场B会影响它周围几厘米范围内的电路模块，一般电路模块内只会有很少的信号线会对磁场B敏感。

浪涌的抗扰度试验-起因

4．1 浪涌的起因（1）雷击（主要模拟间接雷）：例如，雷电击中户外线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压；又如，间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在线路上感应出的电压或电流；再如，雷电击中了邻近物体，在其周围建立了电磁场，当户外线路穿过电磁场时，在线路上感应出了电压和电流；还如，雷电击中了附近的地面，地电流通过公共接地系统时所引入的干扰。（2）切换瞬变：例如，主电源系统切换时（例如补偿电容组的切换）产生的干扰；又如，同一电网中，在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰；再如，切换有谐振线路的晶闸管设备；还如，各种系统性的故障，例如设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。4．2 试验的目的通过模拟试验的方法来建立一个评价电气和电子设备抗浪涌干扰能力的共同标准。4．3 浪涌的模拟按照IEC61000－4－5（GB/T17626.5）标准的要求，要能分别模拟在电源线上和通信线路上的浪涌试验。由于线路的阻抗不一样，浪涌在这两种线路上的波形也不一样，要分别模拟。（1）主要用于电源线路试验的1.2/50μs（电压波）和8/20μs（电流波）的综合波发生器（2）图6是综合波发生器的简图。（3）发生器的波形则见图7所示。对试验发生器的基本性能要求是：开路电压波：1.2/50μs；短路电流波：8/20μs。开路输出电压（峰值）：0.5kV～4kV短路输出电流（峰值）：0.25kA～2kA发生器内阻：2Ω（可附加电阻10或40Ω,以便形成12或42Ω的发生器内阻）浪涌输出极性：正/负浪涌移相范围：0°～360°最大重复率：至少每分钟1次（2）用于通信线路试验的10/700μs浪涌电压发生器发生器的基本线路见图8所示。相应的电压浪波形见图9所示。发生器的基本性能要求是：开路峰值输出电压（峰值）：0.5kV～4kV动态内阻：40Ω输出极性：正/负4．4 试验方法由于浪涌试验的电压和电流波形相对较缓，因此对试验室的配置比较简单。对于电源线上的试验，都是通过耦合/去耦网络来完成的。图10给出了单相电路的试验线路。对于通信线路上的试验，则和被试电路有关，不一一列出。试验中要注意以下几点：●试验前务必按照制造商的要求加接保护措施。●试验速率每分种1次，不宜太快，以便给保护器件有一个性能恢复的过程。事实上，自然界的雷击现象和开关站大型开关的切换也不可能有非常高的重复率现象存在。●试验，一般正/负极性各做5次。●试验电压要由低到高逐渐升高，避免试品由于伏安非线性特性出现的假象。另外，要注意试验电压不要超出产品标准的要求，以免带来不必要的损坏。4．5 试验的严酷度等级各等级电源线路的试验电压值见表5。表5 严酷度等级等级线－线（kV）线－地（kV） 1 － 0.5 2 0.5 1.0 3 1.0 2.0 4 2.0 4.0X 待定试验的严酷度等级取决于环境及安装条件，下面是一般的分级情况：1级较好的保护环境，浪涌电压不超过500V，如工厂或电站中的控制室；2级保护环境比1级稍差，浪涌电压不超过1kV,如无强干扰的工厂；3级一般性的电磁骚扰环境，无特殊安装要求，浪涌不超过2kV，如普通安装的电缆网络，工业性的工作场所和变电所等；4级受严重骚扰的环境，浪涌电压可以达到4kV，如民用架空线，未加保护的高压变电所等；X级为特殊等级，应根据用户的特殊要求，由制造商和用户协商后确定。4．6 标准的评述现在有不少标准都提到要用1.2/50μs的雷击波做试验的情况，但是标准不同，做试验的目的也不同，例如高压试验（IECpub5260270）也提到了雷击试验，但用于做脉冲耐压试验，所以用到的发生器是高电压和高阻抗的。亦即，发生器的电压较高，但能量并不算大。反之，对IEC61000－4－5（GB/T17626.5）标准来说，强调的是做在线设备的抗浪涌性能试验，由于线路的阻抗比较低，因此发生器的输出阻抗也要求低，这样看来，适用于做这个标准的发生器，除了要有足够高的输出电压外，还要求发生器有输出阻抗低和输出能量大的特点。也就是说，这是两种截然不同的试验，绝对不能混为一谈。

电快速瞬变脉冲群解决办法与方案

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验问题及解决方法 1.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的具体情况电快速瞬变脉冲群产生的原理：当电感性负载（如继电器、接触器等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的瞬态骚扰。当电感性负载多次重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种瞬态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。试验脉冲的特点是：瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电，当结电容上的能量累积到一定程度，便会引起手机的误操作。具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。 2.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的分析电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机，导致主板电路上有过大的噪声电压。当单独对火线或零线注入时，尽管是采取的对地的共模方式注入，但在火线和零线之间存在差模干扰，这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。当同时对火线和零线注入时，存在着共模干扰，但对充电器的输出影响并不大。造成手机在测试过程中出现问题的原因是复杂的，具体表现为： 1)前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能，没有添加相关的滤波元器件，PCB设计综合布线时也没有注意线缆的隔离，主板接地设计也不符合规范，另外关键元器件的也没有采取屏蔽保护措施等； 2)生产厂在元器件供应商的选择上没有选用性能可靠的关键器件，导致测试过程中器件老化或者器件失效，从而容易受到电快速瞬变脉冲的干扰； 3)在整机生产组装过程中，加工工艺及组装水平出现的问题可能会导致产品一致性不好，个别送检手机存在质量问题； 4)检测过程中由于其他测试项出现问题导致整改，可能由于整改方案的选择会影响到电快速瞬变脉冲群测试不合格。 3.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的改进建议针对电快速脉冲群干扰试验出现的问题，主要可以采取滤波及吸收的办法来实现对电快速瞬变脉冲的抑制。 1)在产品设计初期就应重点考虑抑制电快速瞬变脉冲群干扰设计：

防浪涌电路保护

防浪涌电路保护--TVS 电源开发2008-10-17 12:01:38 阅读332 评论0 字号：大中小订阅硅瞬变吸收二极管ＴＶＳ硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件，其应用是与被保护设备并联使用。硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应速度（亚纳秒级）、相当高的浪涌吸收能力和极多的电压档次。能保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。ＴＶＳ管有单方向（单个二极管）和双方向（两个背对背连接的二极管）两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中，ＴＶＳ管的击穿电压要比被保护电路工作电压高１０％左右，以防止因线路工作电压接近ＴＶＳ击穿电压，使ＴＶＳ漏电流影响电路正常工作；也避免因环境温度变化导致的ＴＶＳ管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。ＴＶＳ管有多种封装形式，如，轴向引线产品可用在电源馈线上，双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、Ｉ／Ｏ总线及数据总线的保护。３．１ＴＶＳ的特性ＴＶＳ的电路符号和普通的稳压管相同。其电压－电流特性曲线如图１所示。其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的ＰＮ结雪崩器件。图２是ＴＶＳ的电流－时间和电压－时间曲线。在浪涌电压的作用下，ＴＶＳ两极间的电压由额定反向关断电压ＶＷＭ上升到击穿电压ＶＢＲ，而被击穿。随着击穿电流的出现，流过ＴＶＳ的电流将达到峰值脉冲电流ＩＰＰ，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压ＶＣ以下。其后，随着脉冲电流按指数衰减，ＴＶＳ两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是ＴＶＳ抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的过程。当ＴＶＳ两极受到反向高能量冲击时，它能以１０～１２Ｓ级的速度，将其两极间的阻抗由高变低，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电位箝位于预定值，有效地保护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。ＴＶＳ具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压容易控制、体积小等优点，目前已广泛应用于家用电器、电子仪表、通讯设备、电源、计算机系统等各个领域。３．２ＴＶＳ的主要参数（１）最大反向漏电流ＩＤ和额定反向关断电压ＶＷＭ。ＶＷＭ是ＴＶＳ最大连续工作的直流或脉冲电压，当这个反向电压加于ＴＶＳ的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ＩＤ；（２）最小击穿电压ＶＢＲ和击穿电流ＩＲ。ＶＢＲ是ＴＶＳ最小的击穿电压。在２５℃时，低于这个电压ＴＶＳ是不会发生雪崩的。当ＴＶＳ流过规定的１ｍＡ电流（ＩＲ）时，加于ＴＶＳ两极的电压为其最小击穿电压ＶＢＲ。按ＴＶＳ的ＶＢＲ与标准值的离散程度，可把ＶＢＲ分为５％和１０％两种。对于５％的ＶＢＲ来说，ＶＷＭ＝０．８５ＶＢＲ；对于１０％的ＶＢＲ来说，ＶＷＭ＝０．８１ＶＢＲ；（３）最大箝位电压ＶＣ和最大峰值脉冲电流ＩＰＰ。当持续时间为２０ｍＳ的脉冲峰值电流ＩＰＰ流过ＴＶＳ时，在其两端出现的最大峰值电压为ＶＣ。ＶＣ、ＩＰＰ反映了ＴＶＳ的浪涌抑制能力。ＶＣ与ＶＢＲ之比称为箝位因子，一般在１．２～１．４之间；（４）电容量Ｃ。电容量Ｃ是由ＴＶＳ雪崩结截面决定的，是在特定的１ＭＨｚ频率下测得的。Ｃ的大小与ＴＶＳ的电流承受能力成正比，Ｃ太大将使信号衰减。因此，Ｃ是数据接口电路选用ＴＶＳ的重要参数；