电源线的瞬态传导抗干扰(7637-2)防护措施
电源线的瞬态传导抗干扰一共存在PULSE 1、2a、2b、3a、3b、4、5a、5b八种波形,最开始都归到ISO 7637-2标准中,后来把PULSE 4、5a、5b拿到了ISO 16750-2里面,下面开始逐一介绍。
PULSE 1:这个是用来模拟产品与感性负载并联时,如果供电突然断开,感性负载两端电压会反向施加到产品供电端,这个依靠产品供电处的防反电路去承受。
防护措施:
需要在电源源头增加防反设计,让后级芯片能满足最大防反电压要求,一般设计增加单向稳压管,提供一个低压的反向通道,注意稳压管正向功率满足功率要求。
PULSE 2a:这个是用来模拟供电线束上的杂散电感,如下图,由于并联的某个负载断开,造成供电处线束杂散电感中电流变化,进而产生一个正的电压叠加到供电处,这个就需要产品供电端口存在浪涌钳位器件。
防护措施:
需要在电源源头增加限压措施,一般增加稳压管即可,稳压的参数可以使用测试要求计算,比如测试设备的内阻,需要嵌位的电压,脉冲持续时间去选择稳压管的功率要求。
PULSE 2b:这个用来模拟产品与直流电机并联时,当供电断开后,直流电机就等效成了发电机,产生了一个正向的电压施加到供电处,有点像能量回收。
防护措施:
需要在电源源头增加限压措施,一般增加稳压管即可,稳压的参数可以使用测试要求计算,比如测试设备的内阻,需要嵌位的电压,脉冲持续时间去选择稳压管的功率要求。
PULSE 3a:这个与波形1有点像,它模拟当电源开关为机械开关时,断开后由于拉弧而引起的周期性的浪涌冲击,幅值正负都有,速度很高。
防护措施:
需要在电源源头增加防反设计,让后级芯片能满足最大防反电压要求,一般设计增加单向稳压管,提供一个低压的反向通道,注意稳压管正向功率满足功率要求。
PULSE 3b:同样地,这个与波形2a比较类似,也是模拟电源开关为机械开关时,断开后由于拉弧而引起的周期性的浪涌冲击,速度很高。
防护措施:
需要在电源源头增加限压措施,一般增加稳压管即可,稳压的参数可以使用测试要求计算,比如测试设备的内阻,需要嵌位的电压,脉冲持续时间去选择稳压管的功率要求。
PULSE 4:这个模拟起动机上电启动时,由于存在很大的冲击电流,造成线路上存在很大的压降,进而造成产品供电处的电压波动,说白了就是低压启动问题。
防护措施:
1. 电源类选择输入宽范围类的电源芯片,比如输入范围在4.5-40V宽范围的。
2. 软件增加电源输入检测,比如电压低于5V(根据实际需要)后复位系统。
PULSE 5a\5b:这个就是所说的抛负载(Load Dump),也是能量最大的浪涌波形。它模拟交流发电机给电池充电时,电流很大,如果意外造成电池断开,那么交流发电机的输出电压会急剧上升,施加到产品供电处。其中波形A\B的区别在于,B波形是假设产品外部存在一个钳位保护器件(钳位到35V);而波形A则没有,所有浪涌能量都需要产品本身来抵抗。
防护措施:
需要在电源源头增加限压措施,一般增加稳压管即可,稳压的参数可以使用测试要求计算,这里我们大致计算下5a如果嵌位到30V需要多大功率管。
一般内置Ri = 0.5~4欧姆,电机输出电压范围在65~87V,所以如果我们嵌位到30V时,计算最大电流值为:
Imax = (87-30)/0.5 = 114A
所以我们稳压管至少功率要求为:
P = Imax * VT = 114*30 = 3420W
即当我们选择功率大于3420W时,可以嵌位在30V。
总结:电源线的瞬态传导抗干扰是可以大部分波形是需要通过稳压管解决,所以我们可以选择5a/5b稳压管就可以防护所有高压或者负压需求。