【经验】轨道交通司乘对讲广播系统设备雷击浪涌与EFT电快速脉冲群4KV测试整改案例
轨道交通司乘对讲广播系统设备Surge雷击浪涌4KV、EFT电快速脉冲群4KV测试整改案例采用器件产品为高通流TVS管UNS1K30CA与1000V的GDT陶瓷气体放电管。
方案介绍
客户产品为轨道交通司乘对讲广播系统设备，DC24V供电，要求电源端口通过Surge雷击浪涌差模2KV、共模4KV，以及EFT电快速脉冲群4KV测试，测试判定等级为A级。产品如下图所示：
图 1
整改过程如下
客户产品未整改前，对电源端口进行1KV浪涌测试，产品出现断电，经分析发现，客户在电源输入端的防护使用了10D470K的压敏电阻和1.5KE43CA的TVS（中间未加退耦器件），方案如下图所示：
图 2
经过对电路分析且综合考虑到客户产品的特殊性，决定对其方案使用尽可能少的防护元器件以降低故障率，故取消前端易老化的压敏电阻，采用一颗高通流的TVS管UNS1K30CA做差模防护，单颗器件可以满足浪涌4KV的冲击，且拥有较低的残压，共模对地采用一颗1000V的陶瓷气体放电管，因为客户有AC500V的耐压要求，改进后方案如下图所示：
图 3
电源端口雷击浪涌2KV正压时，产品工作正常；测试负压时，后端电源芯片损坏，。经分析，客户后端的电源芯片耐受负压能力较弱，故决定对其电解两端并一颗低压降的肖特基二极管SS310BG以降低负向残压，电路如下所示：
图 4
浪涌测试后，继续EFT测试，在施加脉冲干扰的过程中，客户产品面板上的LED按键灯会出现与EFT同频的闪烁情况，因EFT测试干扰为脉冲群且共模影响为准，故决定对其电源端加入共模电感和X、Y电容，整改后电路如下所示：
图 5
最终经优恩测试整改后，产品通过测试。满足IEC61000-4-5 电源端口差模±2KV共模±4KV以及IEC61000-4-4 EFT ±4KV，等级A的测试要求。
在轨道交通司乘对讲广播系统设备Surge雷击浪涌4KV、EFT电快速脉冲群4KV测试整改过程中，有以下几点需注意：
●压敏电阻与TVS管并联使用时，由于其响应速度和导通电压的差异，需要在中间串入电感或者电阻原件进行退耦，否则TVS管优先动作，如果钳位电压低于压敏导通电压，压敏器件将不起作用。
●压敏电阻因为材质的原因，存在老化的因素，故在有高可靠性的要求的应用场景不建议使用。
优恩半导体本着“做则优，恩于行”的立业宗旨，以“品牌与服务”为经营理念；让你轻松搞定电子产品在开发设计过程中ESD静电、雷击浪涌过压保护电路设计，坚持不懈的追求产品质量上的卓越与创新及技术服务上的完善，最大限度的满足客户的实际需求。
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