工控DCS技术在人物通信直流电源输入防浪涌电路应用方案
在某些特定环境和用途的电子设备中,其供电电源经常会遭遇电压浪涌(本文所指浪涌均为过压浪涌)。通讯设备面临的过压涌浪主要有以下几种形式,具体参数如下: 浪涌类型 电压 电流 上升时间 持续时间 整机开关 静电放电 雷电 为防止这些过压涌浪对后端用电设备造成影响,在设计过程中必须对电源进行适当的测试。相关测试要求是:用电设备应能够承受五次过压浪涌,每两次之间的时间间隔为1分钟。 过压检测方法包括首先将用电设备在正常稳态下工作,然后增加输入電壓到波动電壓水平,最后恢复到正常稳态。经过波动后的系统不应出现任何故障。
实际案例表明,一家通信公司使用ACBEL生产的SV48-28-450B直流转换模块制作出的-48V直流变换器在进行2KV浪涎测试时,因前端防护措施不足导致起火损坏了后端MOSFET。这一问题最终归因于直流转换器前端设计的防护措施失效。
为了保护通讯设备并防止其因外界干扰而损坏,工程师们重新设计了一个更为高级别的防雷及阻挡电子波动(EMI)技术,以确保能符合IEC61000规定,并且可以抵御大地接入2KV至4KV的大气发生体(GDT)的突然触发,并能够处理5KA至10KA范围内的地磁爆炸脉冲。在这种情况下,可以采用两级或多级保护来确保系统安全。此外,还需要考虑结极容量,因为它会影响器件响应速度,而TVS具有最快响应速度,其次是FDG,再者是MOV,但由于它们易受到破坏,因此需要串联保险管以避免短路引发火灾。此外,差模滤波器可以有效抑制频率低于1MHz范围内的一般干扰信号,同时保证线圈不会饱和。
通过上述改进后的设计,我们成功地完成了多次实际测试,其中包括2KV大规模、高达数百伏特与千安培峰值的瞬态输出,以及超出1000ms持续性的交流谐振脉冲。该方案被证明可以有效地屏蔽所有这些类型的问题,从而保护了关键组件免受损害,使得整个通信网络保持稳定运行。