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  • 發布時間:2020-10-05 23:59 原文鏈接: 電子產品EFT設計分析1

    電快速瞬變脈沖群(EFT)會帶來系統電路IC數字電路的敏感性問題;

    電感負載開關系統斷開時,會在斷開點產生由大量脈沖組成的瞬態騷擾.

    其頻譜分布非常寬,數字電路對其比較敏感,易受到騷擾.

    電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的目的是評估產品對來源于諸如繼電器,接觸器等電感性負載在開,斷時所產生的電快速瞬變脈沖群(EFT)的抗擾度.

    試驗時,EFT發生器產生的脈沖群,耦合到產品的電源線,信號線,和控制線上,并考核產品性能是否下降.

    試驗時,一般不會損壞元器件,只是使EUT出現”軟”故障,如程序混亂,數據丟失等產品性能下降.有的EUT對單脈沖不敏感,但對脈沖群敏感.由于對IC輸入端電容充電,在脈沖間隔不能完全放電,導致電位逐漸積累,使IC發生誤動作.

    如下圖產品進行系統等效我來分析一下EFT問題;

    圖中我們將EFT信號發生器等效到產品電路中:

    EFT干擾特點:脈沖成群出現,重復頻率高,上升時間短,單脈沖能量低!

    通過相關數據的測試分析,認為脈沖群干擾之所以會造成設備的誤動作,是因為脈沖群對線路中半導體器件結電容充電,當結電容上的能量積累到一定程度,便會引起線路(乃至設備)的誤動作及故障!

    電源線注入:

    試驗時,EFT發生器產生的脈沖群,耦合到產品的電源線,信號線,和控制線上,并考核產品性能是否下降.

    試驗時,一般不會損壞元器件,只是使電子產品及設備出現”軟”故障,如程序混亂,數據丟失等產品性能下降.有的EUT對單脈沖不敏感,但對脈沖群敏感.由于對IC輸入端電容充電,在脈沖間隔不能完全放電,導致電位逐漸積累,使IC發生誤動作.

    EFT-在電路中帶來的故障理論與分析

    受試設備EFT信號以共模方式施加到電源線或信號線上.

    A.當EFT加在某一條L,N,G上時,

       EUT的其它L,N,G上會同時得到差模和共模電壓.

    如果EUT在電源端沒有良好的濾波,則EFT會進入EUT的后續電路,使數字電路工作異常.

    例如,在IC輸入端,EFT對寄生電容充電,通過脈沖群的逐級積累,達到和超過IC的噪聲容限.    

    B.侵入的EFT還會通過電源線,地線的引線電感,產生反電動勢V=-Ldi/dt

    造成電源電壓和地電位的波動,引起數字電路的誤操作.

    C.扎線不合理;

    例如將強電和弱電,騷擾電路和敏感電路,信號地和強電源地的電纜捆綁或放在一起,引起感應耦合.

    提供EFT-在電路中的總的設計和分析思路如下:

    EFT的設計及分析方法:

    A.正確選用和安裝電源濾波器

    B.減小PCB電源線和地線的引線電感

    C.分類捆扎分類敷設導線和電纜

    D.正確做好接地設計

    E.安裝瞬態騷擾抑制器或采用高頻磁珠或磁環增加其高頻阻抗

    注意:濾波器參數失配、濾波器安裝位置不佳、接地線阻抗問題等等;上述情況會不同程度降低濾波器性能,使足夠多的干擾進入電子產品及設備內部,干擾到電子產品及設備。

    濾波器參數失配問題:

    A.磁性材料的頻率特性不匹配,比如在EFT干擾信號頻率帶內的阻抗不夠高;

    B.電感沒有按照高頻電感規則繞線圈,層間、匝間電容較大,使EFT信號從寄生電容旁路進入電子產品及設備;

    C.Y電容性能不佳,寄生電感比較大。由于EFT干擾信號頻率高達60MHz,再加上幅度較高,所以有比較強的輻射性,如有使用濾波器其安裝的位置也很關鍵。

    對于金屬外殼接地的產品;提供如下等效思路解決問題!

    產品為金屬外殼接地:其濾波器結構如上圖所示,系統Y電容是很好的旁路路徑!設計相對比較容易!

    更多設計應用及技術交流;請關注!

    《電子產品:EFT的分析與設計技巧》

    任何的EMC問題及疑難雜癥;先分析再設計才是高性價比的設計!

    實際應用中電子產品的EMC涉及面比較廣;我的系統理論及課程再對電子設計師遇到的實際問題進行實戰分析!先分析再設計;實現性價比最優化原則!


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