電路保護(hù)與電磁兼容設(shè)計(jì)FAQ
出處:computer00 發(fā)布于:2011-08-17 09:01:05
隨著電子產(chǎn)品集成度的提高,處理器速度、開(kāi)關(guān)速率和接口速率的不斷提升,ESD防護(hù)、防雷、浪涌保護(hù)、EMI/EMC等電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)在電子系統(tǒng)中的重要性日益凸顯,過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)器件選擇和應(yīng)用、傳導(dǎo)電磁干擾和輻射電磁干擾如何消除,EMC測(cè)試環(huán)境和解決方法等問(wèn)題都成為工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。
電路保護(hù)技術(shù)升級(jí)催生元器件選型挑戰(zhàn)
電路保護(hù)是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)學(xué)科,是容易出現(xiàn)問(wèn)題的部分,同時(shí)也是容易被忽略的問(wèn)題。ESD防護(hù)、防雷設(shè)計(jì)、過(guò)流保護(hù)等難題幾乎困擾著每一位電路設(shè)計(jì)工程師。實(shí)際上,在通信、消費(fèi)、、航空航天等領(lǐng)域,ESD往往是引起電路失效的罪魁禍?zhǔn)住?/FONT>
認(rèn)識(shí)到ESD、過(guò)壓、浪涌、過(guò)熱等現(xiàn)象的巨大危害性,保護(hù)器件廠商也在不斷推出各種新產(chǎn)品以滿足設(shè)計(jì)需求。除了關(guān)注伏安特性、保護(hù)級(jí)別等因素,的電路保護(hù)器件還需要考慮更多其他問(wèn)題。例如,電子設(shè)備越來(lái)越輕薄,為了符合尺寸的限制并在更小的占位面積中提供電路保護(hù),保護(hù)器件制造商需要開(kāi)發(fā)出尺寸更小的元器件,這就需要廠商不斷提高元器件的能量密度;同時(shí),接口速率不斷提升,為保證信號(hào)完整性就必須考慮保護(hù)器件電容的大小,保護(hù)方案必須緊隨接口發(fā)展的趨勢(shì),確保接口的可靠性;此外,保護(hù)元器件的耐沖擊次數(shù)和抗震、防潮等特性也需要考量。
電路保護(hù)元器件通常包括過(guò)壓保護(hù)器件和過(guò)流保護(hù)器件兩種。過(guò)壓保護(hù)器件包括齊納二極管、TVS二極管、壓敏電阻、NTC熱敏電阻、氣體放電管、浪涌電阻排和高分子聚合物等;過(guò)流保護(hù)器件包括用玻璃或陶瓷包覆可熔斷金屬絲制成的傳統(tǒng)的電路保險(xiǎn)絲、PTC熱敏電阻、NTC熱敏電阻及可恢復(fù)型PTC等。工程師需要針對(duì)各種元器件的特點(diǎn)和不同的應(yīng)用類型進(jìn)行選擇。
電子元件技術(shù)網(wǎng)為滿足工程師對(duì)電路保護(hù)設(shè)計(jì)、元器件選型、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)以及電磁兼容設(shè)計(jì)、測(cè)試技術(shù)的需求,在2009年就舉辦了一系列電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)研討會(huì),的電路保護(hù)企業(yè)和EMC公司如:泰科瑞侃、美國(guó)Bours、AEM科技、Littelfuse、TDK-EPC、日本村田制作所、太陽(yáng)誘電、深圳順絡(luò)電子、君耀電子、檳城電子、蘇州泰思特等均在研討會(huì)上提出了先進(jìn)的解決方案。截止到目前,研討會(huì)已經(jīng)成功舉辦了七屆?,F(xiàn)精選歷屆電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)答精華,通過(guò)工程師與技術(shù)面對(duì)面的交流,解決實(shí)際工作中的難題,供工程師借鑒與參考。
電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)答精華
【問(wèn)】我在實(shí)際工作中用到TVS或者M(jìn)OV的前臺(tái)保護(hù),現(xiàn)在有沒(méi)有比較合適的產(chǎn)品?
【Littelfuse】你講的應(yīng)該是緩沖電路,緩沖電路在業(yè)界主要是電阻的技術(shù),這種方案目前比較流行,還有一個(gè)是互感線圈方案,另一個(gè)方案是用TVS管,一般是里面一個(gè)TVS管,外面串一個(gè)二極管做保護(hù)。目前主要是這三種方案。TVS管在這三個(gè)方案中差,因?yàn)門VS管有一個(gè)功率限制,其測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是60×1000,很多工程師在設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)TVS管燒毀現(xiàn)象,就是因?yàn)槊}沖可能大于TVS管的限定值。建議選擇TVS管的時(shí)候要注意兩個(gè)問(wèn)題,一、出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),如果溫度過(guò)高,說(shuō)明功率不夠,比如說(shuō)500W、600W不夠,就要選1500W。二、如果箝位電壓箝不住,達(dá)不到要求,目前比較固定的集成計(jì)算不了,需實(shí)驗(yàn)數(shù)字。
【問(wèn)】玻璃陶瓷二極管的材料和工作機(jī)理是怎樣的?氧化鋅使用中會(huì)有退化的問(wèn)題,現(xiàn)在的產(chǎn)品中玻璃材料是如何做到壽命比以前的好一些?
【AEM科技】作為玻璃陶瓷二極管,之所以說(shuō)它完全不一樣,是因?yàn)樗捎昧艘环N全新的材料即玻璃陶瓷材料。如果從能量轉(zhuǎn)移方式上來(lái)看,它是以傳導(dǎo)為主,吸收為輔,這個(gè)工作原理實(shí)際上與TVS二極管非常接近,正是由于這種能量轉(zhuǎn)移決定了這種產(chǎn)品具有非常好的耐受能力。好比一個(gè)開(kāi)關(guān),當(dāng)瞬間的ESD信號(hào)出現(xiàn)時(shí)它會(huì)瞬間流通,把絕大部分的能量轉(zhuǎn)移。你剛才說(shuō)的問(wèn)題是明顯的壓敏電阻性能變化的現(xiàn)象,因?yàn)閴好綦娮韬透叻肿泳酆衔锏哪芰哭D(zhuǎn)移方式是以吸收為主,轉(zhuǎn)移為輔,當(dāng)能量來(lái)的時(shí)候首先是自身吸收能量,在吸收的過(guò)程中會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響,所以在受到了幾次沖擊之后就會(huì)出現(xiàn)明顯的性能變化。在這種情況下壽命就會(huì)受到明顯的影響,這也是TVS二極管和玻璃陶瓷二極管相對(duì)比較優(yōu)異的地方。
【問(wèn)】對(duì)電壓超過(guò)1200伏的場(chǎng)合,TVS串聯(lián)使用的時(shí)候需要注意什么問(wèn)題?
【上海光宇睿芯微電子】串聯(lián)的時(shí)候一是要選擇TVS的一致性,如果兩個(gè)差別很大,其中一個(gè)就很容易壞,是均勻分配。1200伏的功率很大,需要用很大的TVS保護(hù),根據(jù)特征曲線,當(dāng)電壓達(dá)到1200伏以上,一點(diǎn)點(diǎn)電流其功率就已經(jīng)非常大了,要特別小心。
【問(wèn)】陶瓷氣體放電管把鮑伯史密斯電路并在一起,這樣做對(duì)EMC有沒(méi)有干擾?
【深圳市檳城電子】 鮑伯史密斯電路于90年代被兩個(gè)美國(guó)人鮑伯和史密斯提出來(lái),是一個(gè)技術(shù),主要涉及EMI這方面的內(nèi)容。當(dāng)時(shí)的變壓器里沒(méi)有共模電感,現(xiàn)在所有的變壓器里都共模電感,應(yīng)該說(shuō)鮑伯史密斯電路的現(xiàn)實(shí)意義已經(jīng)不大了。
【問(wèn)】TMOV 與傳統(tǒng)的MOV相比有什么區(qū)別?
【Littelfuse】MOV容易起火,前面加一個(gè)T,作用就是防止MOV起火,即把保險(xiǎn)絲直接貼在上面,可對(duì)MOV起到可靠的保護(hù)作用。
【問(wèn)】為什么航空類的產(chǎn)品沒(méi)有包括到EMC 的指令中去?
【歐洲EMC 技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn) Gerd Jeromin】航空這一類產(chǎn)品在國(guó)際上已經(jīng)有了一個(gè)專門的規(guī)定來(lái)對(duì)它進(jìn)行規(guī)范,所以并未列在EMC的范疇之內(nèi)。所有關(guān)于航空類的,或者空中交通管理類的,甚至是飛行器這些設(shè)備的信息或要求均由歐洲的另外一個(gè)體系的規(guī)定來(lái)規(guī)范。EMC下面的指導(dǎo)的內(nèi)容可能也會(huì)參照關(guān)于航空類的規(guī)定。
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