原创 接地--浪涌试验时为什么只烧毁功放板

2011-6-7 13:49 11154 15 15 分类: 消费电子

有人问我:在做设备的浪涌试验时,其他的都没有损坏,为什么只有离电源输入端最远的功放板烧毁了?我也很纳闷,等看过了他的布局图,我乐了,因为我也犯过同样的错误。

设备布局图如下:

 

布局图.jpg

在分析前,先明确接地的概念,这里的接地,不是指安全地,而是特指参考地。因为EMC测试所说的地就是参考地,是一个大面积的等电位的金属板,这个金属板接大地的线缆就是安全接地线。

这只是个简图,原图上没有C1、C2、 C3、C4和C5,是我后期为了分析容易补上去的,电源输入线的正负极之间肯定也有保护电路,如果大家感兴趣,我们可以在后续文章里再重点讨论。同样,我们这里也不讨论差模干扰,因为对于浪涌,差模很容易解决。

在设备布局时,他考虑更多的是功能,对EMC设计考虑的太少。EMC里的接地的主要目的是改变共模干扰传输路径,避免干扰电流流过敏感电路。

原图的设计中针对浪涌的处理,靠的是工作地和机箱间的空气间隙来保证。但是,对于高频干扰信号,影响最大的是寄生参数,隔离电路只能阻断差模信号,对共模干扰没有阻隔能力。

从图上可以看出,相对于输入干扰信号,存在很多寄生通道,如C1、C2、 C3、C4和C5,因为任何信号的传递,都是闭环的,干扰信号肯定会通过这些寄生通道流回到干扰源,只是流过不同寄生通道的电流大小不同罢了。

当电缆相对于参考地位10cm时,寄生电容为50pf/m,寄生电感是10nH/m。对于长距离传输的电缆,功放和外设之间的距离超过100米,这个时候,如果C1和C2也是寄生电容,那么C3和C4就是一个低阻抗的通路,浪涌共模干扰电流就通过大面积的背板流向功放板,然后通过C3流向参考地,功放板能保住那就见鬼了。

为什么控制板没有问题呢?那是因为控制板没有对地泄放通路,准确地说对参考地的寄生电容太小,相对于功放板的输出电缆,可以忽略不计。

分析到这里,大家应知道怎么进行EMC改造了吧,那就是在电源板上加上C1和C2。

C5和机箱接地点对本文分析影响不大,但它在其他应用里影响相当可以。本来想同时分析一下,但不知不觉,就写了这么多,只好打住,也不知道说明白了没有,呵呵。

本接地系列文章列表:

接地--基本概念

接地-目的

接地-布局

接地--浪涌试验时为什么只烧毁功放板

接地-数字地和模拟地如何接?

接地-磁珠不要乱用

接地-接地带来的辐射

接地-信号线一定要使用屏蔽层吗?

文章评论35条评论)

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用户1454308 2016-1-28 08:24

Good

用户1678053 2014-9-12 10:32

谢谢分享,学习学习

用户1606681 2012-5-20 01:55

bucuo

用户1576415 2011-6-11 13:41

下来看看

用户1012188 2011-6-8 13:58

在普通的EMI滤波器上自己增加尖端放电间隙(使用PCB走线)或者小型的放电管也能起到浪涌抑制作用。 阿城007?who are you?(你怎么认识我的)

用户1603487 2011-6-6 09:40

看来emc对于电路的设计真的蛮重要的

用户1610418 2011-6-5 23:43

阿城007 提出了一个很好的解决方法:使用EMI滤波器。但是需要大家注意的是,选择那些专门带有抑制浪涌功能的EMI滤波器。目前市场上常见的都是不带浪涌抑制的。

用户1607052 2011-6-4 23:31

LZ啊,想来想去我还是同意陈剑锋(这个名字好熟,star-net的旧同事?)——我猜,估计是用户在AC电源输入端没有接EMI filter(emi filter有完整的共模choke、Y电容等提供共模抑制能力)导致了文中提及的问题。有了EMI Filter,就不用手动去加C1和C2了。不过对我们这些电磁兼容菜鸟,this is an interesting example.赞啊

用户1592528 2011-6-3 22:22

EMC是个神奇的东西啊

用户1610418 2011-6-3 22:16

C1和C2改为防雷器件可以,但如果产品要做绝缘耐压测试,为了满足绝缘要求,防雷器件的的阀值就需要500V以上的,这样,防雷器件的漏电流就会超出测试要求。如果你选择漏电流小的空气管,又要考虑空气管的短路特性和反应时间。所以常用的方法还是选择电容。
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