瞬态干扰抑制讲解.ppt
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六、瞬态干扰及其抑制电感性电感性负载负载主要内容主要内容1.概述概述2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFT）3.雷击浪涌及其防护雷击浪涌及其防护4.静电放电干扰及其防护静电放电干扰及其防护5.抑制瞬态骚扰的常用器件抑制瞬态骚扰的常用器件瞬态干扰对设备的威胁电快速脉冲电快速脉冲浪涌静电放电静电放电电源端口信号端口浪涌静电放电n瞬态干扰：
瞬态干扰：
时间很短，频谱宽，幅度大的电磁干扰。
n常见的瞬态干扰常见的瞬态干扰：
电快速脉冲、浪涌、静电放电1.1.概述概述1.1.概述概述uu电快速脉冲群电快速脉冲群电快速脉冲群电快速脉冲群：
电路中的感性负载断开时产生。
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电路中的感性负载断开时产生。
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电路中的感性负载断开时产生。
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电路中的感性负载断开时产生。
特点特点特点特点：
脉冲串。
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脉冲串。
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脉冲串。
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脉冲串。
影响影响影响影响：
对电路的影响较大，且脉冲串的周期越短，影响越大。
对电路的影响较大，且脉冲串的周期越短，影响越大。
对电路的影响较大，且脉冲串的周期越短，影响越大。
对电路的影响较大，且脉冲串的周期越短，影响越大。
uu浪涌浪涌浪涌浪涌：
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。
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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。
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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。
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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。
特点特点特点特点：
能量很大。
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能量很大。
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能量很大。
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能量很大。
（室内的浪涌电压幅度可以达到（室内的浪涌电压幅度可以达到（室内的浪涌电压幅度可以达到（室内的浪涌电压幅度可以达到6kV6kV，室外往往会超过，室外往往会超过，室外往往会超过，室外往往会超过10kV10kV）影响：
影响：
影响：
影响：
浪涌不象浪涌不象浪涌不象浪涌不象EFTEFT那么普遍，但危害十分严重，导致电路损坏。
那么普遍，但危害十分严重，导致电路损坏。
那么普遍，但危害十分严重，导致电路损坏。
那么普遍，但危害十分严重，导致电路损坏。
uu静电放电静电放电静电放电静电放电：
雷电现象、人体接触设备时的静电放电、装置放电。
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雷电现象、人体接触设备时的静电放电、装置放电。
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雷电现象、人体接触设备时的静电放电、装置放电。
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雷电现象、人体接触设备时的静电放电、装置放电。
1.1.概述概述3种瞬态干扰的比较种瞬态干扰的比较骚扰类型EFTSURGEESD脉冲上升时间5ms慢，ms量级1ns能量中等（单个脉冲）高低电压（负载阻抗高）10kV以下10kV以下15kV以上电流（负载阻抗低）几十安培几千安培人体放电几十安培装置放电可达数百安培瞬态类型瞬态类型tr1/1/trA2AEFT5ns50ns6.4MHz64MHz4kV0.4V/MHzESD1ns30ns10MHz320MHz30A1.8A/MHz浪涌浪涌1.2s50s6.3kHz265kHz4kV0.4V/MHz1.1.概述概述瞬态干扰的频谱瞬态干扰的频谱trA0.5A2A1/1/tr时间时间频率频率A:
瞬态干扰脉冲的振幅瞬态干扰脉冲的振幅uu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、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、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、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。
变压器等电感器件和开关动作产生的。
变压器等电感器件和开关动作产生的。
变压器等电感器件和开关动作产生的。
uu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。
生。
设计人员对此应给予足够的重视。
生。
设计人员对此应给予足够的重视。
生。
设计人员对此应给予足够的重视。
电感性负载电感性负载感性负载断开时产生的干扰感性负载断开时产生的干扰2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）开关触点击穿导通机理开关触点击穿导通机理气隙上的电压击穿电压击穿电压维持电压320V0.08mm接触点距离辉光放电辉光放电气体电离气体电离2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）uu起辉电压：
造成气体电离的起辉电压：
造成气体电离的起辉电压：
造成气体电离的起辉电压：
造成气体电离的电压。
起辉电压与气体种类、电压。
起辉电压与气体种类、电压。
起辉电压与气体种类、电压。
起辉电压与气体种类、气体压力和触点之间距离有气体压力和触点之间距离有气体压力和触点之间距离有气体压力和触点之间距离有关。
关。
关。
关。
uu维持电压：
气体发生电离以维持电压：
气体发生电离以维持电压：
气体发生电离以维持电压：
气体发生电离以后，只需要较低电压就能维后，只需要较低电压就能维后，只需要较低电压就能维后，只需要较低电压就能维持其电离状态。
与触点的距持其电离状态。
与触点的距持其电离状态。
与触点的距持其电离状态。
与触点的距离无关离无关离无关离无关uu为了维持导通，需要一个最为了维持导通，需要一个最为了维持导通，需要一个最为了维持导通，需要一个最小电流，几个小电流，几个小电流，几个小电流，几个mAmA开关触点击穿导通机理开关触点击穿导通机理2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）阳极（+）阴极（）电子流弧光放电弧光放电金属气化金属气化击穿电压击穿电压维持电压30V接触点距离uu维持电压一般为维持电压一般为维持电压一般为维持电压一般为202030V30V，维持电流一般为维持电流一般为维持电流一般为维持电流一般为11AA。
uu当电压或电流不满足条件时，弧光放电终止当电压或电流不满足条件时，弧光放电终止当电压或电流不满足条件时，弧光放电终止当电压或电流不满足条件时，弧光放电终止uu气体金属桥上电流由电路电阻和电源电压决定。
气体金属桥上电流由电路电阻和电源电压决定。
气体金属桥上电流由电路电阻和电源电压决定。
气体金属桥上电流由电路电阻和电源电压决定。
避免触头气体击穿的两个条件避免触头气体击穿的两个条件避免触头气体击穿的两个条件避免触头气体击穿的两个条件1）1）使触头间电压始终保持低于击穿电压，防止辉光放电。
使触头间电压始终保持低于击穿电压，防止辉光放电。
使触头间电压始终保持低于击穿电压，防止辉光放电。
使触头间电压始终保持低于击穿电压，防止辉光放电。
2）2）使触头电压的起始上升率低于产生弧光放电的临界值使触头电压的起始上升率低于产生弧光放电的临界值使触头电压的起始上升率低于产生弧光放电的临界值使触头电压的起始上升率低于产生弧光放电的临界值（对大多对大多对大多对大多数触头来说数触头来说数触头来说数触头来说1V/1V/微妙微妙微妙微妙），则不会产生弧光放电。
，则不会产生弧光放电。
，则不会产生弧光放电。
，则不会产生弧光放电。
2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）感性负载断开时产生的干扰感性负载断开时产生的干扰VLVLt电源回路中的电流（电压）I0VdcC特点：
脉冲串特点：
脉冲串t2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）uu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：
生一个很高的反电动势：
生一个很高的反电动势：
生一个很高的反电动势：
E=dE=d/dtdt=-L（=-L（didi/dtdt）uu反电动势向电感的寄生电容反电动势向电感的寄生电容反电动势向电感的寄生电容反电动势向电感的寄生电容CC反向充电。
充电电压升高，触点上的电压也反向充电。
充电电压升高，触点上的电压也反向充电。
充电电压升高，触点上的电压也反向充电。
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，电容升高，当达到一定程度时，将触点击穿，形成导电通路，电容升高，当达到一定程度时，将触点击穿，形成导电通路，电容升高，当达到一定程度时，将触点击穿，形成导电通路，电容CC开始放电，开始放电，开始放电，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，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，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，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。
电压不能击穿触点为止。
电压不能击穿触点为止。
电压不能击穿触点为止。
uu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。
量耗尽为止。
量耗尽为止。
量耗尽为止。
1.1.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）EFT干扰机理干扰机理2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）EFT干扰机理干扰机理uu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。
上的电压越来越高。
上的电压越来越高。
上的电压越来越高。
uu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。
震荡波形的频率越来越低。
震荡波形的频率越来越低。
震荡波形的频率越来越低。
uu电容电容电容电容CC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。
脉冲电压，从而对共用这个电源的其它电路造成影响。
脉冲电压，从而对共用这个电源的其它电路造成影响。
脉冲电压，从而对共用这个电源的其它电路造成影响。
2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）EFT干扰机理干扰机理2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）2.2.电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFTEFT）EFT特性特性uu脉冲群脉冲群脉冲群脉冲群uu幅值在幅值在幅值在幅值在100V100V数千伏之间（由触点机电特性决定）数千伏之间（由触点机电特性决定）数千伏之间（由触点机电特性决定）数千伏之间（由触点机电特性决定）uu脉冲重复频率脉冲重复频率脉冲重复频率脉冲重复频率1kHz1MHz1kHz1MHzuu单个脉冲频谱宽（单个脉冲频谱宽（单个脉冲频谱宽（单个脉冲频谱宽（上升沿：
上升沿：
上升沿：
上升沿：
nsns，脉冲持续期：
几十，脉冲持续期：
几十，脉冲持续期：
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