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電路設(shè)計不用愁,版主“化二”有高招

發(fā)布時間:2013-12-03 來源:電子元件技術(shù)網(wǎng)論壇 責任編輯:cicy

【導(dǎo)讀】電路設(shè)計不用愁,版主“化二”有高招。在電子元件技術(shù)網(wǎng)的論壇中,針對網(wǎng)友Evanma提出的解決AC電源浪涌的基本原理圖,版主“化二”道出5個bug,并作出詳細的、實戰(zhàn)型的、結(jié)論性的闡述。看了這個,估計大家都不會在為設(shè)計防護電路發(fā)愁了。

本文來源于EMC/EMI論壇的帖子,原帖為:電源模塊過浪涌和安規(guī)的矛盾

電路設(shè)計不用急,版主“化二”有高招
防護電路設(shè)計圖


防護電路設(shè)計第一招:了解被保護電源模塊的特性;

譬如上述電源模塊在浪涌測試中,可以通過多少伏的共模干擾?耐壓測試是多少?模塊內(nèi)部是否集成了壓敏電阻、放電管等瞬態(tài)抑制器件?+110V電路上是否集成了防反接的二極管?能否通過電壓跌落20ms以上的測試?

防護電路設(shè)計第二招:“瞬態(tài)抑制器件”與“安規(guī)耐壓防護”結(jié)合:

有些電源模塊,由于絕緣耐壓設(shè)計、器件選擇(如開關(guān)MOS管耐過壓沖擊高),雖然沒有共模抑制,但是單獨對模塊L、N與機殼地之間做浪涌測試,可達2000V以上。這樣的電源模塊,由于其耐壓防護較好,僅需要防護電路(前級濾波或共模抑制電路的輸出殘壓在2000V就行。

這樣設(shè)計的好處,如果外部干擾過壓,在2000V以下,電源模塊通過耐壓水平硬扛,共模抑制電路根本不動作,有效的保護防護器件(防護器件,氣體放電管、壓敏電阻在沖擊有一定的沖擊使用壽命),提供其可靠性。因此,在對電源模塊能有效保護的前提下,防護電路的動作電路應(yīng)可能的高,避免其動作頻繁,導(dǎo)致過早失效。

當然選用的電源模塊質(zhì)量較差,其耐浪涌沖擊的能力也會下降,但最終防護電路的殘壓,一定要低于其最大可承受的過壓水平。否則,前級過壓的瞬態(tài)防護意義就會沒有了。

防護電路設(shè)計第三招:別引禍上身!

某設(shè)備現(xiàn)場運行實驗時(旁邊有晶閘管之類的切換,會產(chǎn)生過壓諧振),發(fā)現(xiàn)其電源模塊的壓敏電阻(防護電路設(shè)計與浪拓電子提供的相擬,器件參數(shù)不一樣)運行一周或一個月后,就會短路或自燃(燒壞電源濾波板),導(dǎo)致整個系統(tǒng)掉電(最嚴重的問題)。

仔細檢查,電源屏在AC220V的電源上有防雷,但是其壓敏電阻為14D561K(560V動作的)、氣體放電管為B5G600(600V直流擊穿電壓),該防雷模塊由于設(shè)備內(nèi)部的瞬態(tài)抑制電路動作(壓敏電阻與氣體入電管為470V),根本不起作用。

查明原因,并且更換動作電壓更高的壓敏電阻與氣體放電管后(無任何瞬態(tài)抑制器件時,該設(shè)備的浪涌共??垢蓴_能力達到1600V,因此更換防器器件上,不影響浪涌抑制)。

防護電路設(shè)計的第四招:了解防護器件的弱電;

譬如在AC220V的浪涌防護中,要注意壓敏電阻的寄生電容、老化失效、漏電流增大會導(dǎo)致自燃等缺點,氣體放電管反映速度慢、在24V以上電源上使用有“續(xù)流”問題。
就拿浪拓提供的電路防護來說吧,壓敏電阻與氣體放電管串聯(lián)使用,會解決壓敏電阻漏電流自燃,以及氣體放電管“續(xù)流”問題,但是另外兩外壓敏電阻在L、N之間相當于串聯(lián),因此,無法解決壓敏電阻自燃問題。

當然,壓敏電阻或氣體放電管串聯(lián)使用,客觀上,增加了瞬態(tài)電路的響應(yīng)時間或增加了殘壓(波前尖峰)。

電源防護電路設(shè)計的第五招,瞬態(tài)抑制防護與濾波電路結(jié)合:

瞬態(tài)抑制防護由于其局限性,一般會有很高的殘壓的,如用于AC220V的14D561K壓敏電阻的箝位電壓就高達700v~1000V),B5G600L 氣體放電管的波頭尖尖會與干擾尖峰幅度相當,并且頻率很高。   

濾波電路,譬如共模電感與安規(guī)電容,對低頻的干擾(10/700us雷擊)濾波效果,幾乎為零。

“瞬態(tài)抑制防護”與濾波電路結(jié)合,完全有能力將浪涌或雷擊完全抑制,其最后的干擾電壓輸出,在開關(guān)電源的合理范圍內(nèi)。

“安規(guī)耐壓”與“瞬態(tài)抑制電路”結(jié)合的好處:
(1)較低的過電壓、持續(xù)時間長、經(jīng)常發(fā)生的電磁干擾,讓電路的安規(guī)耐壓器件吸收或耐受(不會影響其可靠性);
(2)瞬態(tài)過壓(超出電源模塊允許的輸入范圍),就讓瞬態(tài)抑制器件動作吧!

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