张飞软硬开源基于STM32 BLDC直流无刷电机驱动器开发视频套件,👉戳此立抢👈

常用EMC前级电路设计经验分享

ZLG致远电子 2018-12-26 09:50 次阅读

大家都知道,EMC 描述的是产品两个方面的性能,即电磁发射/干扰EME和电磁抗扰EMS。EME中又包含传导和辐射;而EMS中又包含静电、脉冲群、浪涌等。本文将从EMS中的浪涌抗扰度的角度出发,分析设计电源的前级电路抗浪涌的电路分析

如图1所示为小功率电源模块中常用的EMC前级原理图,FUSE为保险丝,MOV为压敏电阻,Cx为X电容,LDM为差模电感,Lcm为共模电感,Cy1和Cy2为Y电容,NTC为热敏电阻。其中Y电容、共模电感等的主要作用虽然不是为了改善电路的浪涌抗扰度,但它们却间接地影响了抗浪涌电路的设计。

图1 常用EMC前级电路

对ACL与ACN之间施加的浪涌电压称为差模浪涌电压,差模路径如图中红线所示;对ACL(或ACN)与PE之间施加的电压称为共模浪涌电压,共模路径如图中蓝线所示。

在设计抗浪涌电路前必须先确定相应的“电磁兼容标准”,如IEC/EN 61000-4-5(对应GB/T 17626.5)中规定了浪涌抗扰度要求、试验方法、试验等级等。下面我们将以该标准的规定为基础来讨论抗浪涌电路的设计。

浪涌发生电路在输出开路时,产生1.2/50μs的浪涌电压,而在短路时将产生8/20μs的浪涌电流

发生器的有效输出阻抗为2Ω,故当开路电压峰值为XKV时,短路峰值电流为(X/2)KA。

当对ACL(或ACN)和PE之间进行抗浪涌测试时,在耦合电路上又串入了10Ω的电阻,忽略掉串联耦合电容的影响,则短路峰值电流变为约(X/12)KA。

相关器件介绍

1、压敏电阻

压敏电阻的选型最重要的几个参数为:最大允许电压、最大钳位电压、能承受的浪涌电流。

首先应保证压敏电阻最大允许电压大于电源输出电压的最大值;其次应保证最大钳位电压不会超过后级电路所允许的最大浪涌电压;最后应保证流过压敏电阻的浪涌电流不会超过其能承受的浪涌电流。

其他参数如额定功率、能承受的最大能量脉冲等,通过简单验算或实验即可确定。

2、Y电容

在进行共模浪涌测试时,若考虑成本等因素,在共模路径中未加入压敏电阻或其他用于钳位电压的器件时,应保证Y电容耐压高于测试电压。

3、输入整流二极管

假设浪涌电压经压敏电阻钳位后,最大钳位电压大于输入整流二极管能承受的最大反向电压,则二极管可能会被损坏。因此应选择反向耐压大于压敏电阻最大钳位电压的二极管作为输入整流二极管。

4、共模电感

理论上共模电感仅在共模路径中起作用,但是因为共模电感两个绕组并非完全耦合,未耦合部分将在差模路径中作为差模电感,影响EMC特性。

实例分析

背景:以某型号的电源模块为例,该模块是ZLG致远电子为某客户定制的电源模块,输入85VAC~350VAC,且EMC前级电路电路嵌入到模块中。抗浪涌要求差模电压3KV,共模电压6KV。更换更大的保险丝后可承受6KV差模电压。其前级原理图及对应实物图如图2所示。

图2 实例原理图与实物图

1、差模浪涌测试

压敏电阻选型时,首先应使最大允许电压略大于350V,此电压等级压敏电阻最大钳位电压为1000V左右(50A测试电流下)。其次在差模路径上,等效于一个内阻为2Ω、脉冲电压为6KV的电压源与压敏电阻串联,则峰值电流约为(6KV-1KV)/2Ω=2500A。最终选择了681KD14作为压敏电阻。其峰值电流为4500A,最大允许工作电压385VAC,最大钳位电压1120V。

不必担心,因为共模电感中未耦合的部分,在差模路径中作为差模电感,将分得部分电压,事实上,在共模电感后级,电路已得到保护,经试验验证,整流二极管选择常用的1N4007即可。

2、共模浪涌测试

当对ACL-PE或ACN-PE测试6KV浪涌时,即共模浪涌试验,共模路径等效为一个内阻约为12Ω,脉冲电压为6KV的电压源与共模电感、Y电容串联。因为Y电容选择Y1等级电容,其耐压较高,6KV共模浪涌的能量不足以使其损坏,因此仅需保证PE布线与其他布线保持一定间接,即可很容易地通过共模浪涌测试。

但是,因为浪涌测试时共模电感两端将产生高压,出现飞弧。若与周围器件间距较近,可能使周围器件损坏。因此可在其上并联一个放电管或压敏电阻限制其电压,从而起到灭弧的作用。如图中MOV2所示。

另一种办法是在PCB设计时,在共模电感两端加入放电齿,使得电感通过两放电尖端放电,避免通过其他路径放电,从而使得对周围和后级器件的影响减到最小。如图3是ZLG致远电子型号为PA1HBxOD-10W的电力电源模块PCB在共模电感处加入的放电齿的实物图。

图3 放电齿实物图

总结

EMC试验通常实践性很强,但如果我们掌握一些基本原理,在设计EMC前级电路时,将更有方向进行试验,从而缩短项目开发的时间。本文章结合了一个简单的实例,从浪涌试验的角度介绍了前级电路器件选型和典型电路,在以后的文章中我们将继续更深入的探讨抗浪涌电路相关内容,并从其他EMC性能指标的角度来设计EMC前级电路。

完善的浪涌防护电路搭配性能稳定的电源模块将会最大程度的保证系统供电的稳定可靠。ZLG致远电子自主研发、生产的隔离电源模块,具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP等封装。

同时ZLG致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。

原文标题:电源设计经验:浪涌防护电路篇

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

了解电磁兼容基础,成为一位更高规格EMC设计师

《从0到1 EMC大神带你进入名企》6期同系列课程链接:http://t.elecfans.com/topic/45.h
发表于 01-25 00:00 533次 阅读
了解电磁兼容基础,成为一位更高规格EMC设计师

了解电磁兼容基础,成为一位更高规格EMC设计师

《从0到1 EMC大神带你进入名企》6期同系列课程链接:http://t.elecfans.com/topic/45.h
发表于 01-25 00:00 533次 阅读
了解电磁兼容基础,成为一位更高规格EMC设计师

关于一个简单的钳位电路输出波形分析

这是《电子电路分析与设计:半导体器件及其基本应用》对应中文版第76页的一道例题..... 这是我用multisim仿真出来的波形: ...
发表于 06-19 15:06 157次 阅读
关于一个简单的钳位电路输出波形分析

使用Multisim制作的简易数字频率计电路图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是使用Multisim制作的简易数字频率计电路图免费下载。
发表于 06-19 08:00 41次 阅读
使用Multisim制作的简易数字频率计电路图免费下载

IT6634 demo演示板的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是IT6634演示板的电路原理图免费下载。
发表于 06-19 08:00 25次 阅读
IT6634 demo演示板的电路原理图免费下载

紫外光电管测试电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是紫外光电管测试电路原理图免费下载。
发表于 06-19 08:00 26次 阅读
紫外光电管测试电路原理图免费下载

寻迹智能小车电路图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是寻迹智能小车电路图免费下载。
发表于 06-18 16:51 40次 阅读
寻迹智能小车电路图免费下载

MMA7361三轴加速度传感器的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是MMA7361三轴加速度传感器的电路原理图免费下载
发表于 06-18 08:00 31次 阅读
MMA7361三轴加速度传感器的电路原理图免费下载

请问这个电路有什么意义呢?

这是原子哥的电路图,我用multisim照搭了一个,然后运行结果如上所示 然后我就不大明白了,我们既然已经有了3.3V的电源和5V...
发表于 06-17 22:53 15次 阅读
请问这个电路有什么意义呢?

如何消除通信系统中内部产生的EMI影响

无线电通信是把能量以电磁场的方式从一个电路传输到另一个电路。在进行电路设汁或无线电通信时,我们需要的....
发表于 06-17 15:22 98次 阅读
如何消除通信系统中内部产生的EMI影响

宏基 Aspire 8920G笔记本电路原理图合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是宏基 Aspire 8920G笔记本电路原理图合集免费下载。
发表于 06-17 08:00 55次 阅读
宏基 Aspire 8920G笔记本电路原理图合集免费下载

请问怎么把4-20mA电流转0-10v电压?

4-20mA电流转0-10v电压,怎么弄 啊,网上好多电路图都不行啊,求救啊...
发表于 06-17 04:36 15次 阅读
请问怎么把4-20mA电流转0-10v电压?

请问有人会这方面的电路图吗?

有人会这方面的电路图吗?有请上一个!
发表于 06-17 04:36 13次 阅读
请问有人会这方面的电路图吗?

微控制器EMC的主要躁声源是来自哪里

根据一般 EE的经验,尤其是高频率的窄带噪声比宽带噪声能耗高,因此以下章节将集中于窄带噪声。
的头像 汽车电子硬件设计 发表于 06-16 11:06 400次 阅读
微控制器EMC的主要躁声源是来自哪里

电源噪声测试有什么挑战

来自EMI / RFI的噪声是最大的挑战难题,即使是1.5 V电池的电压测量也会显而易见。在电池的内....
发表于 06-16 09:03 123次 阅读
电源噪声测试有什么挑战

新手小白求助!!请帮忙看张NJL5303R的应用电路图

应用电路如下: NJL5303R 光电传感器(光敏三极管),论坛上说应用电路时,第一张电路图中D2需要按第二张图换成光敏三极管...
发表于 06-14 21:47 137次 阅读
新手小白求助!!请帮忙看张NJL5303R的应用电路图

自制简易电子血压计电路图

使用时,将血压计臂带固定在手臂上。将探头HTD1放在臂带下的肱动脉上。当气压估计大于收缩压(俗称高压....
发表于 06-14 10:07 171次 阅读
自制简易电子血压计电路图

求大神解答这个电路图?

如上图 请问这个正反转向的功能是怎么传信号的 是不是一个滤波的地方5V应该是单片机给的信号,然后Z/F信号给JY01芯片啊...
发表于 06-14 03:25 24次 阅读
求大神解答这个电路图?

电子设备的电磁兼容设计和电路ESD保护需要考虑哪些问题

电磁干扰通常有两种情形,即传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰....
发表于 06-13 15:15 144次 阅读
电子设备的电磁兼容设计和电路ESD保护需要考虑哪些问题

单片机最小系统电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是单片机最小系统电路原理图免费下载。
发表于 06-13 08:00 135次 阅读
单片机最小系统电路原理图免费下载

干衣机的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是干衣机的电路原理图免费下载。
发表于 06-12 15:29 73次 阅读
干衣机的电路原理图免费下载

HDTV闭环系统的EMC性能设计方案

闭环音频架构对于高清电视(HDTV)的优势已经获得证实,绝大多数模拟输入D类放大器业已采用闭环架构。....
发表于 06-12 15:05 93次 阅读
HDTV闭环系统的EMC性能设计方案

EMI/EMC设计经典70问答

1、为什么要对产品做电磁兼容设计? 答:满足产品功能要求、减少调试时间,使产品满足电磁兼容标准的要求,使产品不会对系统中...
发表于 06-11 21:00 600次 阅读
EMI/EMC设计经典70问答

自动循迹智能小车的电路图和程序及仿真图等资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是自动循迹智能小车的电路图和程序及仿真图等资料合集免费下载。
发表于 06-11 17:20 63次 阅读
自动循迹智能小车的电路图和程序及仿真图等资料合集免费下载

请问如何才能通过电话获取不同接口的电路?

我正在尝试使用XC3SD1800A-4FGG676C(Xilinx Spartan 3A DSP)制作定制电路板..我无法获得不同接口的电路图,如u...
发表于 06-11 09:20 28次 阅读
请问如何才能通过电话获取不同接口的电路?

基于CPLD的多功能数字时钟的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是基于CPLD的多功能数字时钟的电路原理图免费下载。
发表于 06-11 08:00 42次 阅读
基于CPLD的多功能数字时钟的电路原理图免费下载

请问这两个二极管是干什么用的?

这个电路图我懂rc选频的,但是不知道俩个二极管什么作用,有人说是稳压的 我不明白,还有在俩个二极管之间加一个20k的电阻 ,这有...
发表于 06-11 01:34 38次 阅读
请问这两个二极管是干什么用的?

如何快速完成电路图的绘制

电路图是指用电路元件符号表示电路连接的图。电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号....
的头像 陈翠 发表于 06-10 16:45 474次 阅读
如何快速完成电路图的绘制

555定时器的电路图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是555定时器的电路图免费下载。
发表于 06-10 08:00 151次 阅读
555定时器的电路图免费下载

使用C51单片机进行16X16LED滚动显示实验的电路图和程序及工程文件

本文档的主要内容详细介绍的是使用C51单片机进行16X16LED滚动显示实验的电路图和程序及工程文件....
发表于 06-10 08:00 78次 阅读
使用C51单片机进行16X16LED滚动显示实验的电路图和程序及工程文件

电机模块电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是电机模块电路原理图免费下载。
发表于 06-10 08:00 118次 阅读
电机模块电路原理图免费下载

模拟电路设计经验12条

模拟电路的设计是工程师们最头疼、但也是最致命的设计部分!它将模拟电路设计中应该注意的问题进行了总结,还不错,转过来与大家...
发表于 06-10 04:20 63次 阅读
模拟电路设计经验12条

耦合电路功能及种类

多级放大器中,每一级放大器之间是相对独立的,要将一级级放大器之间连接起来,级间耦合电路不可缺少。
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 06-07 11:19 207次 阅读
耦合电路功能及种类

如何增加系统的抗电磁干扰能力

选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波,方波中的高....
发表于 06-06 15:06 241次 阅读
如何增加系统的抗电磁干扰能力

MSP430扩展板G2电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是MSP430扩展板G2电路原理图免费下载
发表于 06-06 08:00 103次 阅读
MSP430扩展板G2电路原理图免费下载

PLC控制系统的抗电磁干扰方案

PLC系统控制的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰,空间的辐射电....
发表于 06-05 15:02 93次 阅读
PLC控制系统的抗电磁干扰方案

瑞亚光伏逐日系统原理图和PCB尺寸资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是瑞亚光伏逐日系统电路原理图和PCB尺寸资料免费下载。
发表于 06-05 08:00 78次 阅读
瑞亚光伏逐日系统原理图和PCB尺寸资料免费下载

电路图的学习技巧与新方法

电路图是人们为了研究和工程的需要,用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电....
的头像 工控资料窝 发表于 06-04 14:59 572次 阅读
电路图的学习技巧与新方法

电容式数字隔离器的简化设计方案

低速路径比高速路径多出几个功能元件。因为低频输入信号要求隔离势垒禁止采用大电容,所以输入信号被用于对....
发表于 06-04 14:44 99次 阅读
电容式数字隔离器的简化设计方案

图解PCB地线干扰及抑制对策

在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是需要考虑的最主要问题之一。
的头像 EDA365 发表于 06-04 10:56 322次 阅读
图解PCB地线干扰及抑制对策

XS016-RX无线充电接收方案TWS充电盒方案的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是XS016-RX无线充电接收方案TWS充电盒方案的电路原理图免费下载,应....
发表于 06-04 08:00 68次 阅读
XS016-RX无线充电接收方案TWS充电盒方案的电路原理图免费下载

SEEPROG编程器的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是SEEPROG编程器的电路原理图免费下载,支持目前市面上常见的25系列S....
发表于 06-04 08:00 60次 阅读
SEEPROG编程器的电路原理图免费下载

使用单片机进行智能防盗门窗报警器的设计程序和电路图及工程文件

本文档的主要内容详细介绍的是使用单片机进行智能防盗门窗报警器的设计程序和电路图及工程文件。
发表于 06-03 08:00 93次 阅读
使用单片机进行智能防盗门窗报警器的设计程序和电路图及工程文件

CMT2380F32无线收发芯片核心板电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是CMT2380F32核心板电路原理图免费下载。
发表于 06-03 08:00 103次 阅读
CMT2380F32无线收发芯片核心板电路原理图免费下载

长虹液晶彩电HSS35D-1MB380电源板电路图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是长虹液晶彩电HSS35D-1MB380电源板电路图免费下载。
发表于 06-03 08:00 96次 阅读
长虹液晶彩电HSS35D-1MB380电源板电路图免费下载

PCB的发展到底有多快

高密度互连PCB是印刷电路板制造技术的发展,有助于制造比传统PCB更高的电路密度。
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 05-31 16:19 296次 阅读
PCB的发展到底有多快

升压电路的制作及电路图

在电路中,Q开通后3V电压经过电感L 到三极管Q 形成电流回路。这个时候电能在电感里面转换为磁能,形....
发表于 05-31 08:31 233次 阅读
升压电路的制作及电路图

超声波测距的电路原理图资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是超声波测距的电路原理图资料免费下载。
发表于 05-30 16:50 106次 阅读
超声波测距的电路原理图资料免费下载

NE555过流保护检测器电路图

在555内部,③脚与地之间是一个分压器,它为两个比较器的一个输入端提供基准电压。这两个比较器的另一个....
发表于 05-30 14:08 598次 阅读
NE555过流保护检测器电路图

电磁干扰排查及故障解决的电磁兼容技术PDF电子书免费下载

本书定量地阐述了电磁干扰(EMI)的诊断和故障解决的电磁兼容(EM)技术,以及使用的仪器设备;定量地....
发表于 05-29 08:00 108次 阅读
电磁干扰排查及故障解决的电磁兼容技术PDF电子书免费下载

使用51单片机设计万年历的电路原理图资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是使用51单片机设计万年历的电路原理图资料免费下载。
发表于 05-29 08:00 151次 阅读
使用51单片机设计万年历的电路原理图资料免费下载

三星SM-G9600整机电路结构图及主要测试点详细数据资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是SM-G9600整机电路结构图及主要测试点详细数据资料免费下载。
发表于 05-29 08:00 74次 阅读
三星SM-G9600整机电路结构图及主要测试点详细数据资料免费下载

联想NM-A044主板电路图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是联想NM-A044主板电路图免费下载。
发表于 05-29 08:00 144次 阅读
联想NM-A044主板电路图免费下载

使用传感器进行水泵开发的资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是使用传感器进行水泵开发的资料合集免费下载包括了;MF52A 热敏电阻温度....
发表于 05-28 17:07 69次 阅读
使用传感器进行水泵开发的资料合集免费下载

EasyARM iMX283开发板的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是EasyARM iMX283开发板的电路原理图免费下载。
发表于 05-28 08:00 69次 阅读
EasyARM iMX283开发板的电路原理图免费下载

使用89C51单片机的自动巡线智能小车电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是89C51自动巡线智能小车电路原理图免费下载。
发表于 05-27 17:53 103次 阅读
使用89C51单片机的自动巡线智能小车电路原理图免费下载

开关电源的EMI仿真设计

对开关电源传导电磁干扰进行预测,首先需要明确其产生机理以及噪声源的各项特性。由于功率开关管的高速开关....
发表于 05-27 14:22 428次 阅读
开关电源的EMI仿真设计

三菱变频器FR-F740-15KW-DB3的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是三菱变频器FR-F740-15KW-DB3的电路原理图免费下载。
发表于 05-27 08:00 114次 阅读
三菱变频器FR-F740-15KW-DB3的电路原理图免费下载

GPS导航的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是GPS导航的电路原理图免费下载。
发表于 05-27 08:00 111次 阅读
GPS导航的电路原理图免费下载

ISD1820语音模块电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是ISD1820语音模块电路原理图免费下载。
发表于 05-27 08:00 92次 阅读
ISD1820语音模块电路原理图免费下载

PCB设计教程之规范化的设计流程概述

一个产品从方案制定到最终做成可以展示或验证其功能和性能的样机需要走很多步骤,在此我梳理一下与PCB设....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 05-26 10:12 400次 阅读
PCB设计教程之规范化的设计流程概述

EMC的4项现场测试

采用静电枪测试,接触电压±6KV,检测了整个箱体和内部可见金属部分;
发表于 05-26 09:01 169次 阅读
EMC的4项现场测试