瞬态干扰抑制讲解讲解学习

当电压或电流不满足条件时，弧光放电终止
弧光放电 金属气化 气体金属桥上电流由电路电阻和电源电压决定。
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
避免触头气体击穿的两个条件 1) 使触头间电压始终保持低于击穿电压，防止辉光放电。 2) 使触头电压的起始上升率低于产生弧光放电的临界值(对大多
数触头来说1V/微妙)，则不会产生弧光放电。
反电动势向电感的寄生电容C反向充电。充电电压升高，触点上的电压也 升高，当达到一定程度时，将触点击穿，形成导电通路，电容C开始放电， 电压开始下降，当电压降到维持触点空气导通的电压以下时，通路断开， 又重复上面的过程。这种过程重复到由于触点之间的距离增加，电容上的 电压不能击穿触点为止。
当电容不能通过击穿触点放电时，就通过电感回路放电，直到电感中的能 量耗尽为止。
为了防止发生弧光，电容充电速率要小于1V/ms，
C > 10- 6 I
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT） 接在开关两端的开关防护电路
3 .雷击浪涌
雷击： 自然放电现象，危害大！
在大气层中，云层间或云和地之间的电位差增大达到一定程度时，即 发生猛烈放电现象（闪电）
雷击造成的破坏性后果有三种层次： ①设备损坏，人员伤亡； ②设备或元器件寿命降低； ③传输或储存的信号（模拟或数字）、数据受到干扰或丢 失，甚至电子设备产生误动作而造成系统暂时瘫痪或整 个系统停顿。
浪涌：主要由雷电在电缆上感应产生的，功率很大的开关也能产生。 特点：能量很大。
（室内的浪涌电压幅度可以达到6kV，室外往往会超过10kV）
影响：浪涌不象EFT那么普遍，但危害十分严重，导致电路损坏。 静电放电：雷电现象、人体接触设备时的静电放电、装置放电。
1. 概述 3种瞬态干扰的比较
骚扰类型
L
L
R RL
R
L
C
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
电感EFT干扰抑制网络
越大，开关闭合 时限流作用越好
R:
越小，开关断开 时反充电压越小
R
L
C
折衷
V / Ia < R < RL
C:
由于没有弧光，L中的能量全部进入C，VC = I (L/C)1/2
为了防止发生辉光，VC < 300V C > ( I / 300 ) 2 L
EFT干扰的抑制
EFT骚扰信号通常由电源线或信号线传入受干扰设备 EFT电感瞬态干扰抑制网络
其他方法
EFT滤波器或吸收器 骚扰源远离敏感电流 正确接地 软件中加入抗骚扰指令 安装瞬变骚扰吸收器 EFT骚扰一般不会损坏元器件，只是使产品性能下降或者功能丧失。
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT） 电感EFT干扰抑制网络
维持电压：气体发生电离以 后，只需要较低电压就能维
持其电离状态。与触点的距
离无关
0.08mm
接触点距离
辉光放电 气体电离
为了维持导通，需要一个最
小电流，几个mA
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT） 开关触点击穿导通机理
击穿电压
阳极(+)
30 V 电子流
维持电压 接触点距离
阴极(－)
维持电压一般为20－30V，维持电流一般为1A。
直击雷击、感应雷击
3 .雷击浪涌 直击雷
雷电直接击在建筑物上及地面高大物体上 雷电放电的极高能量产生的电效应可造成 人身伤害。 产生的热效应和引发火灾。 产生的机械力将对建筑物及其设施造成极大的损害。
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT） 感性负载断开时产生的干扰
VL t
电源回路中的电流（电压）
I0 Vdc
C
VL
t
特点：脉冲串
12. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
EFT干扰机理
根据楞次定律，当开关断开时，电感上的电流不能突然消失，电感上会产 生一个很高的反电动势： E = d / dt = -L ( di / dt )
电感性负载
在电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰是由继电器、马达、 变压器等电感器件和开关动作产生的。
一般这些器件构成系统的一部分，因此干扰往往在系统内部 产生。设计人员对此应给予足够的重视。
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
开关触点击穿导通机理
气 隙 上 的 电 压
320V
பைடு நூலகம்
击穿电压
维持电压
起辉电压：造成气体电离的 电压。起辉电压与气体种类、 气体压力和触点之间距离有 关。
瞬态干扰抑制讲解
1. 概述
瞬态干扰对设备的威胁
静电放电
静电放电
电快速脉冲
信号端口 电源端口
静电放电 浪涌 电快速脉冲
浪涌
瞬态干扰：时间很短，频谱宽，幅度大的电磁干扰。 常见的瞬态干扰：电快速脉冲、浪涌、静电放电
1. 概述
电快速脉冲群：电路中的感性负载断开时产生。 特点：脉冲串。 影响： 对电路的影响较大，且脉冲串的周期越短，影响越大。
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
EFT干扰机理
随着触点的距离越来越远，击穿触点需要的电压越来越高，因此电容 上的电压越来越高。
随着击穿触点需要的电压越来越高，电容充电的时间越来越长，因此 震荡波形的频率越来越低。
电容C每次击穿触点向电源回路反向放电时，会在电源回路上形成很 大的脉冲电流，由于电源阻抗的存在，这些脉冲电流在电源两端形成 了脉冲电压，从而对共用这个电源的其它电路造成影响。
频率
瞬态类型 tr
1/
1/tr
A
EFT
5ns 50ns 6. 4MHz 64MHz 4kV
ESD
1ns 30ns 10MHz 320MHz 30A
浪涌
1.2ms 50ms 6.3kHz 265kHz 4kV
2A 0.4V/MHz 1.8mA/MHz 0.4V/MHz
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT） 感性负载断开时产生的干扰
EFT
SURGE
脉冲上升时间
5ms
慢，ms量级
能量
中等（单个脉冲）
高
ESD ＜1ns
低
电压（负载阻抗高）
10kV以下
电流（负载阻抗低）
几十安培
10kV以下
15kV以上
人体放电几十安培 几千安培 装置放电可达数百安培
1. 概述 瞬态干扰的频谱
A
2A
0.5A
tr
时间
A:瞬态干扰脉冲的振幅
1/ 1/tr
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT） EFT特性
脉冲群 幅值在100V~数千伏之间（由触点机电特性决定） 脉冲重复频率1kHz~1MHz 单个脉冲频谱宽（上升沿：ns，脉冲持续期：几十ns~ms） 数字电路敏感，程序混乱、数据丢失、控制电路失灵等
2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）