瞬态干扰抑制

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当机箱上有孔洞/ 缝隙时,一且发生静电放电,由十孔
电压和较低的静电电压都比中等程度的静电电压产生的静 电放电更容易引起电路干扰。关于这种现象的解释如下: 电 压较低时: 带电体几乎接触上接地导体时才发生放电, 放电
不良俗接
圈 1 静电放电对电路产生干扰的机理
.直接传导: 静电放电电流直接流过电路, 通常会对电
地线问题的一个主要原因。值得注意的是, 由于静电放电的
瞬态干扰抑制( 二)
对于 来自电源线和信号线上的瞬态干扰, 如果能正确地 使用瞬态抑制器件和低通滤波器 ,往往可以获得较好的效 果_当 个产品静电放电试验失败时, 如果佳得了静电放电 干扰的机理 , 就能采取妥善的对策。
频率很高, 因此, 机箱与线路板之间的杂散电容度可以成为 静电放电的通路 .电容锅合和电感藕合: 金属机箱或电缆上的睁电放电 电流产生的电磁场通过寄生电容或电感祸合进敏感电路。 特 别是当机箱 卜 有导电不连续点时, 这些不连续点的附近会有
的损坏〔 ) 图3 。对于 这种问题的解决方法如下: .屏蔽电缆: 两个机箱之间用屏蔽电缆连接, 通过电缆
放电电流进人电路;
. 对敏感电路进行局部屏蔽 。 使它不会受到静电放电产
生的电磁场影响 ;
的屏蔽层将两个机箱连接在一起.使它们的电位同升同降, 因此可以 使两个机箱之间的电位差尽量小。这里, 机箱与电 缆屏蔽层之间的搭接方式很重要, 要使两个设备的电位差尽
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杨继深 主讲
径, 就看其阻抗与 其它路径相比如何 」 1 图 中由干机箱上的 某点阻抗较大,电流流进电略的地线,从而对电路产生影 响。 另外, 当电流流过机箱 卜 的这种较大阻抗点时 会产生较 大的电压, 如果线路板在多点与机箱连接起来, 这也是导致
.为 放电电 静电 流提供 .确定的 抗A 将静电放电 条 低阻 路, 电 流限制t 个 哒 路径上( 也就是 使静电放电电 流处于 受控状态) ;
.使敏感电路与静电放电路径远离, 或者隔离开; . 消除潜在的机箱与电路之间的低阻抗路径, 防止静电
共模电压的方式传到了电缆的另一端, 可能造成另一端电路
Y r: E Pes 19 ok I E s, 6 E r 9
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8 C R Puad . a ir utn l tm g al S A Ns , dco tE coa- . . n . a r n . t o i o r e
的上升时间很短,囚此其它瞬态干扰抑制器件都是不适合 的。 瞬态抑制二极管的安装位置要保证它所旁路下来的电流 不会流进电 而应直 路 接流进机箱并进入大地 根据静电放电产生的机理和对设备造成危害的机埋, 在 设计产品的时候要注意以下几点来防止静电放电干扰 .将设 友 进行 面 绝缘处 消除 放电产牛的 备 理, 静电 根本原因;
于改善静电放电抗扰度都是有好处的
( 上接4 页) 2
明导体条横截面的儿何形状也是影响其电 感量大小的重要因 素, 搭接条尺寸的 选择立塑 循减少射频 阻抗的原则。由 此看来, 导
5 Dr Gr , ”M srs r d g" ei e e P , yee oGoni , Pon . y k E a l t i f u n h x
沿, 这样就会在放电电流的附近产生强度大、 频谱宽的电磁
一 根高效的接收天线, 因此很容易发生静电放电干扰的问题 静电放电对设备造成的损害有三种: 硬损坏、 软损坏和
数据错误。硬损坏造成设备硬件的损坏 , 软损坏影响设备的
场, 从而对电子线路产生干扰。 这种电磁场的干扰是静电放 电产生干扰的主要机理。电磁场的频率越高, 越容易产生干
缆等远离缝隙
万方数据
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3 ! 《滤波 器 的 衫 响 /)
ห้องสมุดไป่ตู้
在信号线上安装由共模滤波电容构成的i波器对于提高 t , 设备的抗扰度和减小辐时非常有好处( 2. , 图 ) j样 对于防I a i F
电缆上发生的静电放电也是有效果的 当电缆的绝缘层较薄 时. 峥电电压会将绝缘层击穿 , 造成静电放电 , 这时 , 电缆端 F I
路造成损坏. 由于电流总是选择阻抗最小的路径 , 因此 当电
洞/ 缝隙上的阻抗较高, 会迫使电流寻找另外的通路, 由于静 电放电电流的颇率很高, 因此线路板与机箱之间的寄生电容 往往提供一条顺杨的通路. 导致放电电流流过线路板。 另外, 孔洞/ 缝隙处产生的电场辐射也会对电路产生影响。为了解 决这种问题, 最可靠的方法是用一个完整的机箱。如果条件 不允许, 可以在线路板与机箱之间加一块局部屏蔽板, 屏蔽 板与电路地连接起来。当然, 在设计结构时, 要使线路板、 电
卜 的对地电容能够将电缆上 的静电放电电流旁路到机箱,避 免流到电路 1 _ 。但要往意的问题是,当机箱上发生静电放电 时, 这个电容也会将机壳 } _ 的电流引到信号线上, 进人电 从而 路 解决这个问题的方法是‘ 在旁路电容与 线路板之间串联 只铁徽体磁珠. 增加流向线路板的路径的阻抗 另外需要注意
7 D R J hs . W i A D . n gi , I n o . . t N M M lu n M C tl a i a E or fcnl o g ad cdr , i si , g i I ee eho gl y P eu s G n vl Vr n : r r o o n r o e ae l e iia n f - t
的是, 电容的耐压要足够高, 以满足静电放电时高压的冲击
图 3 肺电放电对互连设备的影响
端电路上的共模电压_由于静电放电电流的上升时间很短, 铁 暇体磁珠 .瞬态抑制二极管 在电缆的输人端使用瞬态抑制二极 管可以对共模电压的幅度进行限制。由于静电放电脉冲电流
量小, 屏蔽电缆的阻抗要尽量小
.共模扼流圈 在电缆上安装一个共模扼流圈可以使静 电放电造成的共模电压 一 部分降在扼流圈上, 从而减小另一
.对电 行屏蔽、 防 缆成为 缆左 滤波, 止电 接收电 磁场的 k 无 解决静电放电引起的干扰问题往往要从辐射干扰的角 度考虑。所有能够减小电路辐射 、 提高抗辐射于扰的措施对
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路的某个 部分( 通常是地线) 与静电放电路径相连时, 就为静
电放电电流提供 r 一 条潜在的路径。 电流是否会流过这个路
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图 2 电缆上的共模法波电容会降低静电放电抗扰性
意 着 率 ,此 流 的 生 容 须 小 · 呼 频 很高 因 扼 圈 寄 电 必 最 化
4 静电放电对互连设备的影响
一般r况 下,设备内部的电路地是与机箱连在一起的 , 〔 应仅通过一点连接 , 卜 防1 机壳上的电流流进电路 )这样, , 当 机箱上发生静电放电而导致机箱电位升高时, 电路板的电位 也同时升高。这时, 如果这个电路板通过互连电缆与 其它设 备相连, 而其它设备是接地的, 则这个电路板上的电压就以
I Rl Mrs , ni ad e i Tcn us oin G ud g Sid g hi e . p ah ro r n n h ln e q . o
N w r: n l &Sn, . 19 . e YkJ We o o h iy os I , 8 n 9 c
兼容标准实施指南, 北京: 中国标准出版社,99 19 年.
扰。电磁场的频率取决于放电电流的上升沿。一般标准的试
正常工作, 但不造成电路的物理损坏。数据错误通常仅造成 临时性的影响。 对电子设备进行静电放电防护应该使其不会
受到硬损坏和软损坏, 而数据错误往往可以容忍-
验使用的放电电流波形是人体放电时产生的波形. 上升沿为 Is 0 n, %的能量在30 H 以下, 9 0M : 最高频率会超过2 H GZ
3 C yn al no co tE c a t Cm R Pu Ir utn ltmgec - . t . , d i o r n i o lo a t eo
2 V P s e , ien lt a ec - a Kdh Egei E c mg t Cm . r d a nn rg r ni o . a eo
ptiy Pi ie M a r et ad cul i . w abi: n p s e u m n , T ho g s e il rc l , s t e s n e o e N
在进行静电放电试验时 , 会发现一种现象: 较高的静电
奄电 放 电 对策
针对静电 放电产生干扰的机理, 下面几条A 提出 」 策原则
1 .控制机箱的搭接F杭 t i
从图 1 可知。若机箱两部分之间的搭接阻抗较高,如 0I 当静电放电电流流过搭接点时, .n, 会产生电压降, 如放电 0 会有 V的电压。 如果电路利用这个机箱做 是突发性的, 上升沿很陡, 幅度很大, 因此干扰的频率很高、 电流为 3A时. 3 为公共地, 则意味着不同电路的参考电位会相差 3 这不能 V。 强度较大。 电压中等时: 带电体接近接地导体时, 两者之间的 保证电路的正常工作。这种情况在实际中很常见, 因为许多 较高电压会导致气体电离, 发生辉光放电, 放电电流脉冲的 机箱/ 机柜的搭接仅靠螺钉联接, 射频搭接阻抗较大。 因此要 上升沿较长, 频率较低。 电压很高时 , 虽然也会有辉光放电发 生, 但是会发生多次放电。 在每个多次放电序列中, 会有一个 注意减小机箱上各部位的搭接阻抗。另外, 采用单点接地的 必须采取多点 以上 的低电压放电,这会导致快速上升时间和高峰值电流, 方式也能解决问题。如果电路工作频率较高, 接地, 则只有改进搭接方式。 需要注意的是, 静电放电电流的 产生严重的问题。 普通连接方式绝不意味着在这样高的颇率下具有 静电放电的能量祸合进电子设备的通路有:直接传导、 频率很高, 电容祝合、 电感稠合等三种( 1. 见图 ) 较低的阻抗。 一定要按照搭接的规范进行搭接设计, 才能够 保证对静电放电具有真正低的阻抗 电流找阻抗最小略径 舒电放电产生的电礴场 2 孔洞/ 缝陈的拉制
E C iy p r M y 2 M Sc tCat, 20 . oe h e a 0
体I 亢 率特隆 决 ! 的颧 U 是 定接地、 搭接成 功或失 关键 败的 因素
参考文献
6 全国无线电干扰标准化技术委员 全国电 . 会, 磁兼容
标准化联合工作组, 中国实验室国家认可委员会编著, 电磁
很强的电磁场, 会对不连续点附近的电路产生影响 。 在实际设 备中, 机箱内的电缆靠近机箱上的 孔缝的现象并不罕见 , 这意 味着当静电放电发生时, 电缆处于很强的电磁场, 由于电缆是
静电 放电产生干扰的机理
电子设备上发生的静电放电之所以会对电子设备产生 电磁干扰现象, 是因为放电电流具有很高的幅度和很短上升
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