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一、電子設(shè)備雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
電子設(shè)備雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T17626.5(等同于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-5)。
標(biāo)準(zhǔn)主要是模擬間接雷擊產(chǎn)生的各種情況:
(1) 雷電擊中外部線路,有大量電流流入外部線路或接地電阻,因而產(chǎn)生的干擾電壓。
(2) 間接雷擊(如云層間或云層內(nèi)的雷擊)在外部線路上感應(yīng)出電壓和電流。
(3) 雷電擊中線路鄰近物體,在其周圍建立的強(qiáng)大電磁場,在外部線路上感應(yīng)出電壓。
(4 )雷電擊中鄰近地面,地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引進(jìn)的干擾。
標(biāo)準(zhǔn)除了模擬雷擊外,還模擬變電所等場合,因開關(guān)動作而引進(jìn)的干擾(開關(guān)切換時引起電壓瞬變),如:
? 主電源系統(tǒng)切換時產(chǎn)生的干擾(如電容器組的切換)。
? 同一電網(wǎng),在靠近設(shè)備附近的一些較小開關(guān)跳動時的干擾。
? 切換伴有諧振線路的晶閘管設(shè)備。
? 各種系統(tǒng)性的故障,如設(shè)備接地網(wǎng)絡(luò)或接地系統(tǒng)間的短路和飛弧故障。
標(biāo)準(zhǔn)描述了兩種不同的波形發(fā)生器:一種是雷擊在電源線上感應(yīng)生產(chǎn)的波形;另一種是在通信線路上感應(yīng)產(chǎn)生的波形。這兩種線路都屬于空架線,但線路的阻抗各不相同:在電源線上感應(yīng)產(chǎn)生的浪涌波形比較窄一些(50uS),前沿要陡一些(1.2uS);而在通信線上感應(yīng)產(chǎn)生的浪涌波形比較寬一些,但前沿要緩一些。后面我們主要以雷擊在電源線上感應(yīng)生產(chǎn)的波形來對電路進(jìn)行分析,同時也對通信線路的防雷技術(shù)進(jìn)行簡單介紹。
共模浪涌抑制電路防浪涌設(shè)計(jì)時,假定共模與差模這兩部分是彼此獨(dú)立的。然而,這兩部分并非真正獨(dú)立,因?yàn)楣材6罅魅梢蕴峁┫喈?dāng)大的差模電感。這部分差模電感可由分立的差模電感來模擬。
為了利用差模電感,在設(shè)計(jì)過程中,共模與差模不應(yīng)同時進(jìn)行,而應(yīng)該按照一定的順序來做。首先,應(yīng)該測量共模噪聲并將其濾除掉。采用差模抑制網(wǎng)絡(luò)(Differential Mode Rejection Network),可以將差模成分消除,因此就可以直接測量共模噪聲了。如果設(shè)計(jì)的共模濾波器要同時使差模噪聲不超過允許范圍,那么就應(yīng)測量共模與差模的混合噪聲。因?yàn)橐阎材3煞衷谠肼暼菹抟韵?,因此超?biāo)的僅是差模成分,可用共模濾波器的差模漏感來衰減。對于低功率電源系統(tǒng),共模扼流圈的差模電感足以解決差模輻射問題,因?yàn)椴钅]椛涞脑醋杩馆^小,因此只有極少量的電感是有效的。
對4000Vp以下的浪涌電壓進(jìn)行抑制,一般只需采用LC電路進(jìn)行限流和平滑濾波,把脈沖信號盡量壓低到2~3倍脈沖信號平均值的水平即可。由于L1、L2有50周電網(wǎng)電流流過,電感很容易飽和,因此,L1、L2一般都采用一種漏感很大的共模電感。
用在交流,直流的都有,通常我們在電源EMI濾波器,開關(guān)電源中常見到,而直流側(cè)少見,在汽車電子中能夠看到用在直流側(cè)。
加入共模電感是為了消除并行線路上的共模干擾(有兩線的,也有多線的)。由于電路上兩線阻抗的不平衡,共模干擾最終體現(xiàn)在差模上。用差模濾波方法很難濾除。
共模電感到底需要用在哪。共模干擾通常是電磁輻射,空間耦合過來的,那么無論是交流還是直流,你有長線傳輸,就涉及到共模濾波就得加共模電感。例如:USB線好多就在線上加磁環(huán)。開關(guān)電源入口,交流電是遠(yuǎn)距離傳輸過來的,就需要加。通常直流側(cè)不需要遠(yuǎn)傳就不需要加了。沒有共模干擾,加了就是浪費(fèi),對電路沒有增益。
電源濾波器的設(shè)計(jì)通??蓮墓材:筒钅煞矫鎭砜紤]。共模濾波器最重要的部分就是共模扼流圈,與差模扼流圈相比,共模扼流圈的一個顯著優(yōu)點(diǎn)在于它的電感值,而且體積又小,設(shè)計(jì)共模扼流圈時要考慮的一個重要問題是它的漏感,也就是差模電感。通常,計(jì)算漏感的辦法是假定它為共模電感的1%,實(shí)際上漏感為共模電感的0.5%~4%之間。在設(shè)計(jì)性能的扼流圈時,這個誤差的影響可能是不容忽視的。
二、漏感的重要性
漏感是如何形成的呢?緊密繞制,且繞滿一周的環(huán)形線圈,即使沒有磁芯,其所有磁通都集中在線圈“芯”內(nèi)。但是,如果環(huán)形線圈沒有繞滿一周,或者繞制不緊密,那么磁通就會從芯中泄漏出來。這種效應(yīng)與線匝間的相對距離和螺旋管芯體的磁導(dǎo)率成正比。共模扼流圈有兩個繞組,這兩個繞組被設(shè)計(jì)成使它們所流過的電流沿線圈芯傳導(dǎo)時方向相反,從而使磁場為0。如果為了安全起見,芯體上的線圈不是雙線繞制,這樣兩個繞組之間就有相當(dāng)大的間隙,自然就引起磁通“泄漏”,這即是說,磁場在所關(guān)心的各個點(diǎn)上并非真正為0。共模扼流圈的漏感是差模電感。事實(shí)上,與差模有關(guān)的磁通必須在某點(diǎn)上離開芯體,換句話說,磁通在芯體外部形成閉合回路,而不僅僅只局限在環(huán)形芯體內(nèi)。
力汕電子科技(上海)有限公司為力天集團(tuán)LISUN GROUP的全資子公司,專注于照明和電器測試儀器的生產(chǎn)、研發(fā)和銷售,LISUN GROUP在歐洲、美國、俄羅斯、印度和韓國都設(shè)立了展廳并駐有銷售代表,于2012年在上海設(shè)立研發(fā)中心和的檢測實(shí)驗(yàn)室。力汕LISUN的全系列產(chǎn)品都是嚴(yán)格按照ISO9001:2015的要求進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn);同時也是國際照明協(xié)會CIE會員單位,所有產(chǎn)品都符合CIE的要求;另外,力汕LISUN的產(chǎn)品均通過CE認(rèn)證并獲得出口歐盟的資格。
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