Uvolnění přírodní zuřivosti: Využití síly přepěťových generátorů a úderů blesku

I. Standardní pro Generátor přepětí elektronických zařízení

Národní norma pro elektrozařízení generátor přepětí je GB/T17626.5 (ekvivalent mezinárodního standardu IEC61000-4-5).

II. Standardy pro generátor přepětí simulují především různé situace způsobené nepřímými údery blesku

(1) Když blesk udeří do vnějšího vedení, velké množství proudu proteče do vnějšího vedení nebo zemního odporu, což má za následek rušivé napětí.
(2) Nepřímé údery blesku (jako jsou blesky mezi mraky nebo uvnitř mraků) indukují napětí a proud na externím vedení.
(3) Kdy údery blesku v blízkosti předmětů se kolem něj vytvoří silné elektromagnetické pole, které indukuje napětí na vnějším vedení.
(4) Při úderu blesku v blízkosti země dochází k rušení, když zemní proud prochází veřejným uzemňovacím systémem.

III. Kromě simulace úderů blesku norma také simuluje rušení vyvolané spínacími akcemi při příležitostech, jako jsou rozvodny, včetně:

(1) rušení napětí generované spínačem hlavního napájecího systému (jako je spínač skupiny kondenzátorů);
(2)rušivé napětí způsobené malým spínačem, který skáče v blízkosti zařízení;
(3)spínací zařízení s rezonančním vedením;
(4)různé systematické poruchy, jako je zkrat a jiskření;
V normě jsou popsány dva různé generátory tvaru vlny: jeden je tvar vlny indukovaný bleskem na elektrickém vedení a druhý je tvar vlny indukovaný na komunikačním vedení. Obě tato vedení jsou stíněná, ale impedance vedení se liší: průběh indukovaný bleskem na napájecím vedení je relativně úzký (50uS) a náběžná hrana je ostřejší (1.2uS); zatímco průběh indukovaný na komunikační lince je relativně široký, ale náběžná hrana je hladší. V naší analýze obvodu se zaměřujeme především na průběh indukovaný bleskem na elektrickém vedení a stručně představíme technologii ochrany před bleskem komunikačního vedení.

Při návrhu obvodu pro potlačení přepětí v součinném režimu se předpokládá, že součinný režim a diferenciální režim jsou na sobě nezávislé. Tyto dvě části však nejsou ve skutečnosti nezávislé, protože společné tlumivky mohou poskytovat významnou diferenciální indukčnost. Tato indukčnost v diferenciálním režimu může být simulována samostatnými indukčnostmi v diferenciálním režimu.

Aby se využila indukčnost v diferenciálním režimu, v procesu návrhu by neměly být společný režim a diferenciální režim navrženy současně, ale měly by být provedeny v určitém pořadí. Nejprve by měl být změřen a odfiltrován šum v běžném režimu. Pomocí sítě DMRN (Differential Mode Rejection Network) lze eliminovat složku diferenciálního režimu, takže lze přímo měřit šum společného režimu. Má-li navržený filtr společného režimu zajistit, že šum diferenciálního režimu současně nepřekročí povolený rozsah, pak by se měl měřit šum společného režimu i diferenciálního režimu. Protože je známo, že složka součinného režimu je pod limitem tolerance šumu, limit překračuje pouze složka diferenciálního vidu, která může být zeslabena rozptylovou indukčností diferenciálního vidu součinného filtru. U nízkoenergetických napájecích systémů je diferenční vidová indukčnost společné tlumivky dostatečná k vyřešení problému vyzařování v diferenčním vidu, protože impedance zdroje diferenčního vyzařování je malá, takže je účinná jen velmi malá indukčnost.

Pro rázová napětí pod 4000 Vp se obecně používá pouze LC obvod pro omezování a vyhlazování filtrování a pulzní signál je pokud možno redukován na 2-3 násobek průměrné úrovně pulzního signálu. Protože přes L50 a L1 protéká napájecí proud 2 Hz, indukčnost se snadno nasytí, takže pro L1 a L2 se obvykle používá indukčnost v běžném režimu s velkou svodovou indukčností.

Používá se v AC a DC a je často vidět v napájecím EMI filtru, spínaném napájecím zdroji, ale zřídka na straně DC, což lze vidět v automobilové elektronice. Souběžná indukčnost je přidána, aby se eliminovala současná interference na paralelních vedeních (dvě nebo více vedení). Kvůli nevyváženosti impedance na obvodu se rušení v součinném režimu nakonec odráží na diferenciálním režimu. Je obtížné odfiltrovat metodou filtrování v diferenciálním režimu.

IV. Kde je třeba použít induktor společného režimu?

blesk generátor přepětí rušení v běžném režimu je obvykle elektromagnetické záření, zde vázaný prostor, pak ať už střídavý nebo stejnosměrný, máte přenos na dlouhou vzdálenost, zahrnuje to filtrování v běžném režimu pro přidání indukčnosti v běžném režimu. Například mnoho linek USB přidává na lince vyzvánění. Vstup spínače napájení, střídavý proud se přenáší na velké vzdálenosti a je třeba jej přidat. DC strany obvykle nepotřebují přenos na velkou vzdálenost a není třeba je přidávat. Bez rušení společného režimu je jeho přidání plýtváním a nemá na obvodu žádný zisk. Na konstrukci výkonového filtru lze obvykle nahlížet ze společného režimu a diferenciálního režimu. Nejdůležitější částí běžného filtru je tlumivka souosého režimu. Ve srovnání s diferenciální tlumivkou je významnou výhodou tlumivky se společným režimem to, že její hodnota indukčnosti je velmi vysoká a její objem je malý. Důležitým problémem, který je třeba vzít v úvahu při navrhování souosé tlumivky, je její rozptylová indukčnost, tj. diferenciální indukčnost. Obecně způsob, jak vypočítat únikovou indukčnost, je předpokládat, že je 1 % indukčnosti v součinném režimu. Ve skutečnosti je svodová indukčnost mezi 0.5 % a 4 % indukčnosti v běžném režimu. Při návrhu optimální výkonové tlumivky nelze vliv této chyby ignorovat.

Tagy:SG61000-5