一、過壓浪涌試驗(yàn)方法
對(duì)于某些特定環(huán)境和用途的電子設(shè)備,電源中經(jīng)常出現(xiàn)電壓浪涌(本文所指的浪涌為過壓浪涌)。通信設(shè)備的過壓浪涌主要有以下形式,下面是具體參數(shù):
在電源設(shè)計(jì)過程中,必須對(duì)電源進(jìn)行浪涌試驗(yàn),以防止這些過壓浪涌對(duì)后端用電設(shè)備的影響。相關(guān)浪涌試驗(yàn)要求為:電氣設(shè)備應(yīng)承受五次過壓浪涌,兩次過壓浪涌之間的時(shí)間間隔為1min。過壓浪涌檢測方法:首先,電氣設(shè)備在正常穩(wěn)態(tài)電壓下供電,然后將電氣設(shè)備的輸入電壓增加到浪涌電壓,最后將輸入電壓恢復(fù)到正常穩(wěn)態(tài)電壓。過壓浪涌后,電源和后端設(shè)備不得出現(xiàn)故障。
二、實(shí)際案例
通信公司采用ACBEL出品的SV48-28-450B-48V直流轉(zhuǎn)換電源在做2KV浪涌試驗(yàn)時(shí),輸入前端電路起火,直接損壞后端MOSFET。
經(jīng)分析,由于前端防浪電路為2,直流轉(zhuǎn)換電源KV在高壓沖擊下,會(huì)產(chǎn)生大電流沖擊,導(dǎo)致電路板著火,損壞后端MOSFET,最直接的原因應(yīng)該是電源前端設(shè)計(jì)的防浪電路故障。
三、電路設(shè)計(jì)
為了保護(hù)使用此電源的通信設(shè)備,防止浪涌電壓的影響,設(shè)計(jì)了防浪涌電路。具體電路圖如下:
該電路采用兩級(jí)防雷電路進(jìn)行防雷和浪涌處理,是一種高級(jí)直流防雷和浪涌處理電路。現(xiàn)在需要滿足通信客戶的輸入端IEC61000規(guī)定的輸入應(yīng)滿足大地2000的要求KV,4KV浪涌電壓,雷擊電流5KA,10KA的要求。
該電路的工作原理如下:當(dāng)感應(yīng)產(chǎn)生雷擊浪涌電壓時(shí),由于L1會(huì)阻擋電壓的突變,讓前級(jí)電路先動(dòng)作,前級(jí)四級(jí)電路MOV(MOV1-4)管道,兩個(gè)放電管(FDG1、2)放大電流,然后,一小部分能量通過后級(jí)L1電感,兩個(gè)MOV管(MOV5、6)為了釋放較小的電流,同時(shí)進(jìn)一步夾緊輸入端的浪涌電壓,防止損壞后方的設(shè)備和電源模塊。器件的結(jié)電容會(huì)影響其動(dòng)作時(shí)間,在這三個(gè)裝置中,TVS最快的響應(yīng)動(dòng)作時(shí)間,F(xiàn)DG的次之,MOV的最慢。由于MOV大部分損壞處于短路狀態(tài)。為防止短路時(shí)發(fā)生火災(zāi),應(yīng)串聯(lián)保險(xiǎn)管,選用防爆慢熔型,滿足8/20微秒電流波形的沖擊。差模電感L它還可以與后級(jí)電容組成EMC差模濾波,對(duì)1MHZ以下干擾具有良好的抑制作用。請(qǐng)注意,電感必須是空心線圈,因此它不會(huì)通過大電流飽和,當(dāng)它太大時(shí),它的體積也很大,L2,L3是兩個(gè)共模電感,Q1是防反接MOSFET,Q2和R9是啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)沖擊電流。該電路不僅在模塊前端具有抗浪涌功能,而且具有干擾抑制和抗反向連接功能。
四、改變設(shè)計(jì)電路后測試效果
通過現(xiàn)場分析,在采用我們提供的這個(gè)電路后,經(jīng)過多次實(shí)際測試,成功抑制了2次KV浪涌,保護(hù)了后端設(shè)備的器件。