通信直流电源输入防浪涌电路

一、过压浪涌测试方法
对于一些特定环境和用途的电子设备, 其供电电源中经常会有电压浪涌(本文所指浪涌均为过压浪涌),通讯设备过压涌浪主要有以下几种形式,具体参数如下:
为防止这些过压涌浪对后端用电设备的影响,在电源设计过程中必须对电源进行涌浪测试。
相关浪涌测试要求为:用电设备应经受五次过压浪涌,两次过压浪涌之间的时间间隔为1 min。
过压浪涌检测方法:首先用电设备在正常稳态电压下供电, 然后使用电设备输入电压增加到浪涌电压,最后输入电压恢复到正常稳态电压。过压浪涌后,电源及后端设备不应发生任何故障。
二、实际案例
某通信公司采用acbel出品的sv48-28-450b电源模块制作的-48v直流转换电源在做2kv浪涌测试时,输入前端电路起火,直接损坏后端的mosfet。
经过分析,该直流转换电源由于前端防涌浪电路在2kv高电压冲击下,产生大电流冲击,导致电路板起火并损毁后端mosfet,最直接的原因应是电源前端设计的防涌浪电路失效。
三、电路设计
为了保护用此电源的通讯设备,防止受浪涌电压冲击而损坏,所以对防涌浪电路进行了设计。具体电路图如下:
本电路采用两级防雷电路来进行防雷及浪涌处理,是一种较高等级的直流防雷及浪涌处理电路。现在通信客户输入端需要满足iec61000规定的输入对大地要满足2kv,4kv浪涌电压,雷击电流5ka,10ka的要求。
此电路的工作原理如下:当感应雷击或浪涌电压产生时,由于l1会阻挡电压的突变,让前级电路先动作,前级四个mov(mov1--4)管,两个放电管(fdg1,2)来泄放大电流,随后,小部分的能量通过后级的l1电感,两个mov管(mov5,6)来泄放较小的电流,同时进一步钳位输入端的浪涌电压,以防止损坏后面的器件和电源模块。器件的结电容会影响他们的动作时间,三种器件中,tvs的响应动作时间最快,fdg的次之,mov的最慢。由于mov的损坏多数是呈短路状态,为了防止短路时起火,所以要串联保险管,保险管要选择防爆慢熔型,且要满足8/20微秒电流波形的冲击。差模电感l1还可以和后级电容组成emc差模滤波,对1mhz以下的干扰有较好的抑制作用,注意此电感一定要是空心线圈,这样通过大电流时不会饱和,太大时其体积也大,l2,l3是两个共模电感,q1是防反接mosfet,q2和r9是防开机时的瞬态冲击电流。此电路在模块前端不仅具有防浪涌功能,而且兼具干扰抑制和防反接功能。
四、更改设计电路后测试效果
通过现场分析,采用我们提供的此电路后,多次实际测试,成功抑制2kv浪涌,保护了后端的器件。

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