Libérer la fureur de la nature : exploiter la puissance des générateurs de surtensions et des éclairs

I. Norme pour Générateur de surtension des appareils électroniques

La norme nationale pour les équipements électriques générateur de surtension est GB/T17626.5 (équivalent à la norme internationale IEC61000-4-5).

Générateur de surtension SG61000 5

II. Les normes relatives aux générateurs de surtension simulent principalement diverses situations provoquées par des coups de foudre indirects.

(1) Lorsque la foudre frappe la ligne externe, une grande quantité de courant circule dans la ligne externe ou dans la résistance de terre, ce qui entraîne tension parasite.
(2) Les coups de foudre indirects (tels que la foudre entre les nuages ​​ou à l'intérieur des nuages) induisent une tension et un courant sur la ligne externe.
(3) Quand la foudre à proximité d'objets, un fort champ électromagnétique s'établit autour d'eux, ce qui induit une tension sur la ligne externe.
(4) Lorsque la foudre frappe près du sol, des interférences sont introduites lorsque le courant de terre traverse le système de mise à la terre public.

III. En plus de simuler les impacts de foudre, la norme simule également les interférences induites par les actions des interrupteurs dans des situations telles que les sous-stations, notamment :

(1) interférence de tension générée par le commutateur du système d'alimentation principal (tel que le commutateur d'un groupe de condensateurs) ;
(2)tension parasite causé par le petit interrupteur sautant près de l'appareil ;
(3) dispositifs de commutation avec ligne résonante couplée ;
(4) divers défauts systématiques, tels que les courts-circuits et les arcs électriques ;
Deux générateurs de formes d'onde différents sont décrits dans la norme : l'un est la forme d'onde induite par la foudre sur la ligne électrique et l'autre est la forme d'onde induite sur la ligne de communication. Ces deux lignes sont blindées, mais l'impédance des lignes varie : la forme d'onde induite par la foudre sur la ligne électrique est relativement étroite (50 uS) et le bord d'attaque est plus net (1.2 uS) ; tandis que la forme d'onde induite sur la ligne de communication est relativement large, mais le bord d'attaque est plus lisse. Dans notre analyse du circuit, nous nous concentrons principalement sur la forme d'onde induite par la foudre sur la ligne électrique et présentons brièvement la technologie de protection contre la foudre de la ligne de communication.

Dans la conception du circuit de suppression de surtension en mode commun, on suppose que le mode commun et le mode différentiel sont indépendants l'un de l'autre. Cependant, ces deux parties ne sont pas vraiment indépendantes, car les selfs de mode commun peuvent fournir une inductance de mode différentiel importante. Cette inductance de mode différentiel peut être simulée par des inductances de mode différentiel distinctes.

Afin d'utiliser l'inductance de mode différentiel, dans le processus de conception, le mode commun et le mode différentiel ne doivent pas être conçus en même temps, mais doivent être réalisés dans un certain ordre. Premièrement, le bruit de mode commun doit être mesuré et filtré. Avec le réseau de rejet de mode différentiel (DMRN), la composante de mode différentiel peut être éliminée, de sorte que le bruit de mode commun peut être mesuré directement. Si le filtre en mode commun conçu doit garantir que le bruit en mode différentiel ne dépasse pas la plage autorisée en même temps, alors le bruit en mode commun et le bruit en mode différentiel doivent être mesurés. Puisque l'on sait que la composante de mode commun est inférieure à la limite de tolérance au bruit, seule la composante de mode différentiel dépasse la limite, ce qui peut être atténué par l'inductance de fuite de mode différentiel du filtre de mode commun. Pour les systèmes d'alimentation de faible puissance, l'inductance de mode différentiel de la self de mode commun est suffisante pour résoudre le problème du rayonnement en mode différentiel, car l'impédance de la source du rayonnement en mode différentiel est faible, de sorte que seule une très petite quantité d'inductance est efficace.

Pour les surtensions inférieures à 4000 2 Vp, seul le circuit LC est généralement utilisé pour limiter et lisser le filtrage, et le signal d'impulsion est autant que possible réduit à 3 à 50 fois le niveau moyen du signal d'impulsion. Étant donné qu'un courant électrique de 1 Hz circule à travers L2 et L1, l'inductance est facilement saturée, c'est pourquoi une inductance de mode commun avec une grande inductance de fuite est généralement utilisée pour L2 et LXNUMX.

Il est utilisé en courant alternatif et continu, et on le voit souvent dans le filtre EMI de l'alimentation, l'alimentation à découpage, mais rarement du côté CC, comme on peut le voir dans l'électronique automobile. Une inductance de mode commun est ajoutée pour éliminer les interférences de mode commun sur les lignes parallèles (deux lignes ou plus). En raison du déséquilibre d'impédance sur le circuit, les interférences du mode commun se répercutent finalement sur le mode différentiel. Il est difficile de filtrer par la méthode de filtrage en mode différentiel.

IV. Où faut-il utiliser l'inductance de mode commun ?

Foudre générateur de surtension Les interférences en mode commun sont généralement un rayonnement électromagnétique, couplé dans l'espace ici, puis que ce soit AC ou DC, vous avez une transmission longue distance, cela implique un filtrage en mode commun pour ajouter une inductance en mode commun. Par exemple, de nombreuses lignes USB ajoutent des anneaux sur la ligne. L'entrée d'alimentation du commutateur, l'alimentation CA est transmise sur de longues distances et doit être ajoutée. Habituellement, les côtés DC n’ont pas besoin de transmission longue distance et n’ont pas besoin d’être ajoutés. Sans interférence de mode commun, l'ajouter est un gaspillage et n'apporte aucun gain sur le circuit. La conception du filtre de puissance peut généralement être visualisée à partir du mode commun et du mode différentiel. La partie la plus importante du filtre de mode commun est la bobine d'arrêt de mode commun. Par rapport à la bobine d'arrêt en mode différentiel, l'avantage significatif de la bobine d'arrêt en mode commun est que sa valeur d'inductance est très élevée et son volume est faible. Le problème important à considérer lors de la conception de la bobine d'arrêt en mode commun est son inductance de fuite, c'est-à-dire son inductance de mode différentiel. Généralement, la façon de calculer l'inductance de fuite consiste à supposer qu'elle représente 1 % de l'inductance de mode commun. En effet, l'inductance de fuite est comprise entre 0.5 % et 4 % de l'inductance de mode commun. Lors de la conception d’une bobine d’arrêt aux performances optimales, l’influence de cette erreur ne peut pas être ignorée.