電路保護最容易忽略的部分:元器件選型
發布時間:2019-11-14 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著電子產品集成度、處理器速度、開關速率和接口速率的不斷提升,電子產品ESD/EMI/EMC問題日益突出,尤其是當手持電子設備向輕薄小巧方向發展而且產品功能不斷增加時,它們的輸入/輸出端口也隨之增多,導致靜電放電進入係統並幹擾或損壞集成電路,電路保護是最容易出現問題的部分,也是容易被忽略的問題。
在通信、消費、軍工、航空航天等領域,ESD往往是引起電路失效的罪魁禍首,而過流過壓保護器件選擇、傳導輻射電磁幹擾消除、EMC測試環境等問題成為工程師在設計時的難點,這些問題該怎麼解決呢?
電路保護之器件選型
電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)元(yuan)器(qi)件(jian)通(tong)常(chang)包(bao)括(kuo)過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)和(he)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)兩(liang)種(zhong),工(gong)程(cheng)師(shi)需(xu)要(yao)針(zhen)對(dui)各(ge)種(zhong)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)特(te)點(dian)和(he)不(bu)同(tong)的(de)應(ying)用(yong)類(lei)型(xing)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)。電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)中(zhong),印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)密(mi)度(du)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao),半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)件(jian)和(he)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)不(bu)斷(duan)降(jiang)低(di),生(sheng)產(chan)商(shang)就(jiu)運(yun)用(yong)表(biao)麵(mian)貼(tie)裝(zhuang)技(ji)術(shu)、片式多層陶瓷技術、陣列技術等新技術開發小尺寸、滿足小電壓大電流電路保護需求的產品;可以預見,未來電子電力技術不斷發展,國內外電路保護元器件生產商將繼續大力研發新產品、新技術,為各個應用領域提供合適的、安全的電路保護元器件。
選擇適當的電路保護器件是實現高效、kekaodianlubaohushejideguanjian,shejidaodianlubaohuqijiandexuanxing,womenjiubixuyaozhidaogedianlubaohuqijiandezuoyong。zaixuanzedianlubaohuqijiandeshihouwomenyaozhidaobaohudianlubuyingganraoshoubaohudianludezhengchangxingwei,ciwai,haibixufangzhirenhedianyashuntaizaochengzhenggexitongdezhongfuxinghuofeizhongfuxingdebuwendingxingwei,jinxingduocimoniceshi,congershixiandianlufanghufangandekekaoxingheshiyongxing。
保護器件的選擇技巧
麵對ESD、過壓、浪湧、過熱等現象帶來的巨大危害性,最新的電路保護器件除了需要關注伏安特性、baohujibiedengyinsuzhiwai,haiyaokaolvqitahenduowenti。birudianzishebeiyuelaiyueqingbo,weilefuhechicundexianzhibingzaigengxiaodezhanweimianjizhongtigongdianlubaohu,baohuqijianzhizaoshangxuyaokaifachuchicungengxiaodeyuanqijian,zhejiuxuyaochangshangbuduantigaoyuanqijiandenengliangmidu,dangdianzishebeijiekousulvbuduantisheng,weibaozhengxinhaowanzhengxingjiubixukaolvbaohuqijiandianrongdedaxiao,baohufanganbixujinsuijiekoufazhandequshi,quebaojiekoudekekaoxing,tongshihaidebaozhengbaohuyuanqijiandenaichongjicishu、抗震、防潮等因素。
過流/壓保護器件
保bao護hu器qi件jian雖sui然ran種zhong類lei繁fan多duo,從cong功gong能neng上shang講jiang可ke以yi分fen為wei過guo流liu保bao護hu和he過guo壓ya保bao護hu。最zui重zhong要yao的de過guo流liu保bao護hu器qi件jian是shi熔rong斷duan器qi,也ye叫jiao保bao險xian絲si。它ta一yi般ban串chuan聯lian在zai電dian路lu中zhong,要yao求qiu其qi電dian阻zu要yao小xiao(功耗小),dangdianluzhengchanggongzuoshi,tazhixiangdangyuyigendaoxian,nenggouchangshijianwendingdedaotongdianlu,youyudianyuanhuowaibuganraoerfashengdianliubodongshi,yeyingnengchengshouyidingfanweideguozai,zhiyoudangdianluzhongchuxianjiaodadeguozaidianliu(故障或短路)時,熔斷器才會動作,通過斷開電流來保護電路的安全,以避免產品燒毀的危險。
在熔斷器分斷電路的過程中,由於電路電壓的存在,在熔體斷開的瞬間會發生電弧,高質量的熔斷器應該盡量避免這種飛弧;在分斷電路後,熔斷器應能耐受加在兩端的電路電壓.熔斷器受脈衝損傷會逐步降低承受脈衝的能力,選用時需要考慮必要的安全餘量;這個安全餘量是指熔斷器的總熔斷(動作)時間,它是預飛弧時間和飛弧時間之和。
所以在選擇的時候需要留意它的熔斷特性和額定電流這個基本條件;lingwaianzhuangshiyaokaolvrongduanqizhoubiandehuanjing,rongduanqizhiyoudadaobenshenderonghuarenengzhideshihoucaihuirongduan,ruguoshizaihuanjingjiaolengdezhuangkuangxia,taderongduanshijianhuibianhua,zheshishiyongshibixuliuyide。
EMC測試要點
電磁兼容性(EMC)是指設備或係統在電磁環境中性能不降級的狀態。EMC,一yi方fang麵mian要yao求qiu係xi統tong內nei沒mei有you嚴yan重zhong的de幹gan擾rao源yuan即ji設she備bei在zai正zheng常chang運yun行xing過guo程cheng中zhong對dui所suo在zai環huan境jing產chan生sheng的de電dian磁ci幹gan擾rao不bu能neng超chao過guo一yi定ding的de限xian值zhi,另ling一yi方fang麵mian要yao求qiu設she備bei或huo係xi統tong自zi身shen有you較jiao好hao的de抗kang電dian磁ci幹gan擾rao性xing即ji器qi具ju對dui所suo在zai環huan境jing中zhong存cun在zai的de電dian磁ci幹gan擾rao具ju有you一yi定ding程cheng度du的de抗kang擾rao度du,即ji電dian磁ci敏min感gan性xing。
EMC包括EMI及EMS兩部份:
1)EMI,電磁幹擾,乃為機器本身在執行應有功能的過程中所產生不利於其它係統的電磁噪聲;
2)EMS乃指機器在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。
如何消除電磁幹擾?
電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),是(shi)指(zhi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)自(zi)身(shen)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong),產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo),對(dui)外(wai)發(fa)射(she),從(cong)而(er)對(dui)設(she)備(bei)其(qi)它(ta)部(bu)分(fen)或(huo)外(wai)部(bu)其(qi)它(ta)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。係(xi)統(tong)要(yao)發(fa)生(sheng)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)問(wen)題(ti)即(ji)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),必須具備三個因素,就是電磁幹擾源、耦合途徑、敏感設備。所以,在解決電磁幹擾問題時,要從這三個因素人手,對症下藥,消除其中某一個因素,就能解決電磁兼容問題。常用的有效的方法有:接地技術、屏蔽技術、濾波技術。
1接地技術
接地技術可以分為工作接地、防雷接地和保護接地。

工作接地就是在低壓交流電網中就是將三相電源中的中性點直接接地。
在通信局(站)中,通常有兩種防雷接地:一(yi)種(zhong)是(shi)為(wei)保(bao)護(hu)建(jian)築(zhu)物(wu)或(huo)天(tian)線(xian)不(bu)受(shou)雷(lei)擊(ji)而(er)專(zhuan)設(she)的(de)避(bi)雷(lei)針(zhen)防(fang)雷(lei)接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi),這(zhe)是(shi)由(you)建(jian)築(zhu)部(bu)門(men)設(she)計(ji)安(an)裝(zhuang)的(de),另(ling)一(yi)種(zhong)是(shi)為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)雷(lei)擊(ji)過(guo)電(dian)壓(ya)對(dui)通(tong)信(xin)設(she)備(bei)或(huo)電(dian)源(yuan)設(she)備(bei)的(de)破(po)壞(huai)需(xu)安(an)裝(zhuang)避(bi)雷(lei)器(qi)而(er)埋(mai)設(she)的(de)防(fang)雷(lei)接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)。
保護接地就是將受電設備在正常情況下與帶電部分絕緣的金屬外殼部分與接地裝置作良好的電氣連接。
2屏蔽技術
電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)共(gong)同(tong)的(de)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)中(zhong)進(jin)行(xing)生(sheng)存(cun),通(tong)過(guo)運(yun)用(yong)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)技(ji)術(shu)防(fang)止(zhi)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)收(shou)到(dao)其(qi)他(ta)因(yin)素(su)的(de)幹(gan)擾(rao),導(dao)致(zhi)技(ji)術(shu)出(chu)現(xian)應(ying)用(yong)不(bu)合(he)理(li)現(xian)象(xiang)。
屏(ping)蔽(bi)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)是(shi)運(yun)用(yong)完(wan)整(zheng)的(de)金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)體(ti)將(jiang)帶(dai)點(dian)導(dao)體(ti)包(bao)圍(wei)起(qi)來(lai),提(ti)高(gao)屏(ping)蔽(bi)體(ti)的(de)感(gan)應(ying)能(neng)力(li),確(que)保(bao)外(wai)側(ce)能(neng)夠(gou)出(chu)現(xian)與(yu)帶(dai)電(dian)導(dao)體(ti)相(xiang)同(tong)的(de)電(dian)荷(he),如(ru)果(guo)外(wai)側(ce)的(de)電(dian)荷(he)流(liu)入(ru)到(dao)大(da)地(di),外(wai)側(ce)也(ye)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)電(dian)漏(lou),而(er)金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)體(ti)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)越(yue)好(hao),代(dai)表(biao)靜(jing)電(dian)的(de)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)果(guo)越(yue)好(hao),屏(ping)蔽(bi)技(ji)術(shu)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)接(jie)地(di)起(qi)到(dao)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。
3濾波技術
濾波器是射頻係統中必不可少的關鍵部件之一,主要是用來作頻率選擇,讓需要的頻率信號通過而反射不需要的幹擾頻率信號。
濾波技術主要分為信號濾波和EMI濾波:信號濾波是已知輸入和輸出阻抗時,在衰減帶外幹擾的同時,保證通帶內具有極低的插入損耗;EMI濾lv波bo是shi在zai期qi望wang的de工gong作zuo頻pin帶dai寬kuan的de範fan圍wei內nei,端duan接jie阻zu抗kang的de變bian化hua範fan圍wei會hui增zeng大da,其qi加jia載zai電dian流liu影ying響xiang的de插cha入ru損sun耗hao是shi由you對dui外wai界jie幹gan擾rao信xin號hao的de抑yi製zhi能neng力li決jue定ding的de。
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