EMC器件介绍

EMC器件介绍EMC器件一、EMC元件简介二、常用EMC滤波器件的介绍三、常用瞬态器件的介绍四、常用EMC测试项的介绍五、浪涌防护设计简介EMC元件简介EMC(ElectroMagneticCompatibility)元器件的分类:1、电容类低阻元件2、电感类高阻元件3、瞬态抑制器件①EMC元件简介EMC滤波设计常用元件：电容：高频滤波电容、穿心电容电感：差模电感、共模电感高频滤波磁珠、多孔磁珠、各种形状磁环滤波器：馈通滤波器、普通EMI滤波器组合滤波器常用EMC滤波器件的介绍电容器纸质电容器云母电容器塑料电容器陶瓷电容器钽液体电解电容器钽固体电解电容器电解电容器铝液体电解电容器铝固体电解电容器电容器的主要参数：1、谐振点F=1/[2∏*(LC)1/2]2、ESR3、ESL4、Irms纹波电流5、漏电电流6、电容的耐压值7、工作温度8、电容的精度范围常用EMC滤波器件的介绍CESRESL电容的等效模型F=1/[2∏*(LC)1/2]感性容性常用EMC滤波器件的介绍陶瓷电容温度曲线电容的分类有五种通用的介质,COG(NPO),X7R,X5R,Z5U,Y5VⅠ类电容器瓷(COG)，它是順電材料Ⅱ类电容器瓷(X7R、X5R、)，它是鉄電物質材料Ⅲ类电容器瓷（Y5V、Z5U），它是鉄電物質材料钽电容ESR和频率的关系常用EMC滤波器件的介绍钽电容温度曲线钽电容电压和温度曲线常用EMC滤波器件的介绍铝电解与其它电容温度曲线对比图铝电解电容ESR和温度的关系常用EMC滤波器件的介绍去纹滤能力，输入频率1MHz常用EMC滤波器件的介绍电容类型陶瓷电容钽电容铝电解电容工作电压6.3V-5000V2.5V-50V6.3V-450V容值Upto100uFUpto1500uFUpto10KuF成本低高低极性无极性有极性有极性ESR非常低很低低温度特性材料不同有所不同稳定次稳定失效模式短路/参数变化短路/参数变化开路/参数变化优点外型尺寸小、价格便宜、稳定性好、电容值范围宽电感低、电容值范围宽电容值高、电流大、电压高、尺寸小缺点通常电容值低泄漏很大、通常有极性、价格贵、稳定性差、精度差泄漏大、有极性、稳定性差、精度低常用EMC滤波器件的介绍EMC常用感性器件1、线绕电感2、叠层电感器3、磁珠电感的主要性能参数：1、电感量2、测试频率3、公差4、自谐振频率:F=1/2∏*(LC)1/25、最大直流电阻6、最大直流电流7、承受电压8、工作温度ESRLC电感的等效模型F=1/2∏*(LC)1/2感性容性共模电感：主要是起EMI的一个滤波的作用，用于滤除高速信号线产生的电磁波辐射，它是两个绕组分别接在零线和火线上,两个绕组同进同出,滤除共模信号共模干扰：是相线与地之间，干扰信号的相位相同，电位相等常用EMC滤波器件的介绍差模电感是一个绕组单独接在零线和火线上同电容组成一个LC滤波网络。常用EMC滤波器件的介绍常用EMC滤波器件的介绍VCCGNDPND共模扼流圈：0.5-1mH，低频电容10uF-47uF，高频电容1000pF共模电感：0.3mH-20mH差模电感：100uHCY安规电容4700pF漏电小于3.5mA（3000V）CX安规电容0.47uF使用差模和共模滤波器可以消除300KHz-30MHz的传导干扰，在0.01MHz-0.1MHz差模干扰起主导作用，在0.1MHz-1MHz差模和共模干扰共同起作用，在1MHz-30MHz共模干扰起作用（设计经验）。常用EMC滤波器件的介绍安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全。安规X电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压：2.5kV＜X1≤4.0kVX2≤2.5kVX3≤1.2kV安规Y电容安全等级:1、大于8KV2、大于5KV3、2.5KVY电容跨接在大地和相线之间，因此它对漏电流有一定的要求：欧洲的IEC对漏电流要求较高.最严格的如瑞典,漏电流要求为0.25mA,所以y电容最多能用到3.2nF.但,很多国家有不同标准,如德国的漏电流分为两级,0.5mA和3.5mA,所以最大的可以用到6.4nF和44.6nF.i=C*(du/dt)漏电流的计算：i是指：漏电电流C是指Y型电容的值常用瞬态器件的介绍类型气体放电管（GDT）半导体放电管（TSS）压敏电阻（MOV）瞬态电压抑制器保护方式负阻负阻嵌位嵌位工作原理气体电离导电可控硅结构氧化锌晶粒结构齐纳二极管结构响应时间大于1us小于1nsns数量级ns数量级极间电容小于3pf小于20pf几百pf大于3pf最大瞬态通流量1000KA1000A4000A100A重复使用可以（需定期更换）可以可以可以残压较高较低高很低优点通流量容量大，绝缘电阻高，漏电流小，寄生电容小浪涌吸收能力强，精确导通、快速响应，耐压高，漏电流低，可靠性高价格便宜，通流容量大，残压较低，反应时间较快残压低，动作精度高，反应时间快，无跟随电流（续流），嵌位电压低缺点响应时间长，反应慢,残压高，存在续流，动作电压精度低，容易老化通流容量小漏电流较大，老化速度相对较快，钳位电压较高，随着受浪涌冲击次数的增加，漏电增加，寄生电容大耐流能力差，通流容量小常用瞬态器件的介绍IT=导通电流Is=转折电压IH=保持电流VDRM=击穿电压VS=转折电压VT=导通电压Ipp=最大峰值电流Ipp=最大反向电流IF=最大正向电流IR=最大漏电流IT=击穿电流VRWM=工作峰值电压VBR=击穿电压VC=嵌位电压VF=正向电压半导体放电管单向TVS管常用瞬态器件的介绍半导体放电管的系统参数常用瞬态器件的介绍MOV测试波形放电管波形常用EMC测试项的介绍EMI测试项目：1、辐射测试2、传导测试(9KHz-30MHz)EMS测试项目：1、静电放电2、射频电磁场抗扰度3、快速瞬变脉冲群4、雷击浪涌抗扰度5、射频场感应传导抗扰度6、工频磁场抗扰度实验7、电压跌落短时中断和电压渐降抗扰度常用EMC测试项的介绍静电放电参考模形模拟人体电容：CS=150PF人体放电电阻：Rd=330R标准：IEC61000-4-2常用EMC测试项的介绍快速瞬变脉冲群测试标准：IEC61000-4-4常用EMC测试项的介绍快速瞬变脉冲群等级：常用EMC测试项的介绍快速瞬变脉冲群的产生、危害、及防护方法：当电路中机械开关对电感性负载的切换，经常对电路中其它电气和电子设备产生干扰。这种干扰的特点是脉冲成群出现，脉冲重复频率高，脉冲波形上升时间短，但单个脉冲的能量较小，一般不会造成设备故障，但会经常使设备误动作。脉冲群干扰之所以会误动作是因脉冲群对线路中半导体器件结电容充电，当结电容的电荷量达到一定程度后便会出现设备的误动作。脉冲群干扰的防护：对传输通道进行脉冲吸收和滤波、对空间辐射采取屏蔽和隔离。常用EMC测试项的介绍雷击浪涌抗扰度：浪涌测试电压波形10us\700us（室外设备）浪涌测试电压波形1.2us\50us(8us\20us)（室内设备）IEC61000-4-5浪涌防护设计简介雷击浪涌抗扰度设计：室内防护和室外防护室内防护受大电流冲击可能性较小，使用TVS防护即可。室外防护受大电流冲击的可能性较大，需要使用气体放电管或压敏电阻等泄放电流大的保护器件和TVS组合形成二级、三极防护电路；气体放电管和压敏电阻过流能力强大部份的电流通过它们进行泄放，它们产生的殘压通过TVS泄放。InputOut室内防护InputOutInputOutPGNDInputOutGDTMOVTVSGDTTVSTVSGDT启动电压的设置：GDT≤MOV+L1*（dI/dt）MOV≤TVS+L2*（dI/dt）图1图2图3如图3所示3级浪涌防护的起作用顺序为：TVSMOVGDT浪涌防护设计简介LLLL1L2启动顺序为：GDTMOVTVS