EMS中的浪涌抗擾度電路分析

如圖1所示，它通常用于小功率電源模塊EMC前級原理圖，FUSE為保險絲，MOV壓敏電阻，Cx為X電容，LDM為差模電感，Lcm為共模電感，Cy1和Cy2為Y電容，NTC熱敏電阻。其中Y電容.雖然共模電感的主要功能不是提高電路的浪涌抗擾程度，但它們間接影響了電路的設計。

圖1.常用EMC前級電路

對ACL與ACN兩者之間施加的浪涌電壓稱為差模浪涌電壓，差模路徑如圖中紅線所示；是的，ACL（或ACN）與PE兩者之間施加的電壓稱為共模浪涌電壓，共模路徑如圖藍線所示。

在設計抗浪涌電路之前，必須確定相應的電路“電磁兼容標準"，如IEC/EN61000-4-5（對應GB/T17626.5)規定了浪涌抗擾度的要求.試驗方法.試驗等級等。下面我們將根據本標準的規定來討論抗浪涌電路的設計。

當輸出開路時，浪涌電路產生1.2/50μs浪涌電壓，在短路時會產生8/20μs浪涌電流。

有效輸出阻抗為2Ω，因此，開路電壓峰值為XKV短路峰值電流為(X/2)KA。

當對ACL（或ACN）和PE抗浪涌試驗期間，耦合電路串入10Ω如果電阻忽略了串聯耦合電容的影響，那么短路峰值電流就會變成約（X/12)KA。

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實例分析

背景：以某型號的電源模塊為例，該模塊就是ZLG輸入85VAC~350VAC，且EMC模塊中嵌入前級電路電路。抗浪涌需要3個差動模塊電壓KV，共模電壓6KV。更換更大的保險絲后，它可以承受6KV差模電壓。前級原理圖及相應實物圖如圖2所示。

圖2.實例原理圖

1.差模浪涌試驗

選擇壓敏電阻時，允許電壓應略大于350V，此電壓級壓敏電阻的鉗位電壓為10000V左右（50A測試電流）。其次，在差模路徑上，內阻等于2Ω.脈沖電壓為6KV如果電壓源與壓敏電阻串聯，峰值電流約為(6)KV-1KV）/2Ω=2500A。最終選擇了681KD14作為壓敏電阻。其峰值電流為4500A，允許工作電壓385VAC，鉗位電壓1120V。

不用擔心，因為共模電感器中未耦合的部分，作為差模路徑中的差模電感器，將分配部分電壓。事實上，在共模電感器之后，電路已經得到了保護。經過測試驗證，選擇常用的整流二極管1N4007即可。

2.共模浪涌試驗

當對ACL-PE或ACN-PE測試6KV浪涌時，即共模浪涌試驗，共模路徑等效為內阻約12Ω，脈沖電壓為6KV電壓源和共模電感.Y電容串聯。由于Y電容的選擇Y1級電容，其耐壓性較高，6KV共模浪涌的能量不足以損壞它，所以只需要保證PE如果布線與其它布線保持一定的間接，就可以輕松通過共模浪涌試驗。

然而，由于共模電感器的兩端在浪涌試驗過程中會產生高壓和飛弧。如果靠近周圍設備，可能會損壞周圍設備。因此，一個放電管或壓敏電阻可以并聯在其上限制其電壓，從而起到滅弧的作用。如圖所示MOV2所示。

還有一種方法PCB在設計過程中，在共模電感器的兩端增加放電齒，使電感器通過兩個放電放電，避免通過其他路徑放電，從而盡量減少對周圍和后部設備的影響。如圖3所示ZLG致遠電子型號為PA1HBxOD-10W電源模塊PCB放電齒的實物圖加入共模電感。

圖3.放電齒實物圖