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(本人第一帖)关于Surge测试,保护器件钳位电压与正常工作电压的关系等问题一箩框

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发表于 2010-4-20 15:14:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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各位,初入此行,不是很懂,看了很多标准,看了压敏和TVS的相关知识,还是一知半解,特此请教。

1. 我的系统是通讯行业,-48V供电,但客户要求最高工作电压到-75V

2. 因为可靠性要求较高,系统采用双电源供电,因此接口部分有4根电源线,两路-48V,两路-48V Return

3. 客户要求电源入口加保险丝

4. EFT电源口和信号口都是2KV

5. ESD接触6KV,空气8KV

6. Surge电源口,差模2KV,共模4KV

7. 目前电路结构

   电源入口-》瞬态保护电路-》二极管合路=》软启动芯片=》
差模电容(X电容)=》共模电容(Y电容)-》共模扼流圈=》差模电容(X电容)=》共模电容(Y电容)-》光耦

电路的正常工作电压最高75V,母线上各器件目前的耐压等级:

1. 合路二极管,反压90V

2. 软启动芯片,推荐80V,极限100V

3. X电容,目前准备选100V耐压的

4. Y电容,1KV或2KV的,还不确定

5. 光耦,这个最郁闷,耐压80V,想选高一点耐压的,可发现80V是个门槛,再高就100V以上,且都是直插器件,体积也较大,估计价格也较贵,想先尝试80V的

问题:

1. 不知道瞬态抑制器件的最高钳位电压和器件的最高耐压有什么关系?器件耐压必须高于最高钳位电压吗?是不是这样才最安全?比如一般75V的TVS,其最高钳位电压在135V左右,已经超过我电路的耐压,但钳位电压满足要求的,比如小于80V,其动作电压又太低,落入我的正常工作电压范围,再者,68V的压敏,其最高限制电压已达135V,如何分析两者关系

2. 为了安全,把浪涌限制在安全范围内,保护电路部分我准备用如下结构:压敏-》差模电感-》TVS,是否妥当?

3. 因为电源入口要加保险丝,但不知保险丝应该加在哪一级?是电源的最初入口,还是可以放到保护电路后面?我又是双电源,内部合为一路,保险丝应该加在合路前还是合路后?加在合路后经济,只需一个保险丝,但不能保护合路的二极管故障

4. 同样是双电源的问题,为了叙述方便编一下号:-48V-A,-48V-A-RET,-48V-B, -48V-B-RET,请问做Surge测试时,-48V-A和-48V-B之间要测试吗? -48V-A-RET和-48V-B-RET之间要测试吗?此外,做差模时,Surge波形是加在电源+极上,还是+级-级都要测?

5. 对于问题4,EFT又是怎么要求的?
[p:1]
发表于 2010-4-20 17:04:39 | 显示全部楼层
对于通信电源的设计  请参考 华为 中兴他们的设计,相信电路不难搞到。

1,恒态电压 ---瞬态电压
2,二级电路 就是这么设计的。
3,每路都要加。要不然 备份电源 就失去了他的目的了,一路挂掉,另一路必须来供电。
4, 每一路都要测, AB之间不用测。surge 就是-48V 与 return之间  差模
5, EFT是共模,同样的去理解就是了。
 楼主| 发表于 2010-4-20 19:50:25 | 显示全部楼层
感谢amo的热心回答

关于恒态电压与瞬态电压,仍有疑问,Surge是瞬态的,之所以要保护,就是因为其瞬间能量巨大,电压非常高,会对电路中的器件造成影响,既然如此,是否就应该把这个瞬态电压拉到电路可以接受的范围之内,若是,是否应该评估保护电路到底把瞬态高电压拉到了一个什么水平?

假设打2KV的差模Surge,而你电路中所有器件的耐压都在3KV,我想应该不用做任何防护了

还请amo老师继续指教
 楼主| 发表于 2010-4-20 19:58:56 | 显示全部楼层
搜索了一下,没有找到中兴华为的相关通讯电源设计资料,哪位热心人能否提供一份,或发至我邮箱:snglnc@gmail.com,感谢至致
发表于 2010-4-20 21:11:31 | 显示全部楼层
我前面说了 瞬态与恒态。

对应的器件 响应速度是不一样的。那么对于surge来说,当器件不能响应的时候 ,这个能量是会串到后级的,造成你后面电路的损坏。

我很奇怪,你既然也是我们通信系统的,这些电路为什么会没有呢。呵呵。

好吧,你的电路结构是不对的。

FUSE+浪涌防护+ X Y电容 +差模电感(共模电感)+二级防护XY电容电感(如果需要)+过压保护+DC DC模块+软启动(也可能直接做在模块里了)+各DC输出的滤波电路。
 楼主| 发表于 2010-4-21 09:59:09 | 显示全部楼层
感谢amo的耐心回复。


如果按你所说,电路结构为:
FUSE+浪涌防护+ X Y电容 +差模电感(共模电感)+二级防护XY电容电感(如果需要)+过压保护+DC DC模块+软启动(也可能直接做在模块里了)+各DC输出的滤波电路。

那电源合路在何处,如果放在前面可能会造成合路器件的损坏,放在后面的话,意味着我要对两路电源做两路防护,成本很高,另外,系统里有一颗热插拔控制芯片(就是限制上电Inrush),我认为应该放在所有的电容之前,不然可能影响效果,因为系统功率150W左右,客户对CE和RE要求较高,因此X电容容量会较大,上电瞬间Inrush也较大,能否综合考虑后,给一个建议的电路,万分感谢
 楼主| 发表于 2010-4-21 10:03:38 | 显示全部楼层
补充,保险在最前面,Surge瞬态电流对其影响多大?是否会导致误动作?

初入此行,经验不足,望莫见怪。
发表于 2010-4-27 15:19:06 | 显示全部楼层
保险放在最前面一般48V用5A的FUSE,浪涌电流的确很大,但其时间很短,不足以烧毁FUSE,详情请参考FUSE的一个特性--工程熔断热。
另外,个人觉得合路放在FUSE后面,然后是浪涌保护电路(TVS)

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