工業(yè)路由器中的保護中有一項經(jīng)常說的“防浪涌(EMC)”。產(chǎn)生浪涌的原因是多方面的,浪涌是一種上升速度高、持續(xù)時間短的尖峰脈沖。電網(wǎng)過壓、開關(guān)打火、虬源反向、靜電、電機/電源噪聲等都是產(chǎn)生浪涌的因素。而浪涌保護器為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經(jīng)濟、可靠的防護方法。
浪涌瞬變是由開關(guān)或雷電瞬變引起的過電壓引起的。開關(guān)瞬變可能是由電源系統(tǒng)切換,配電系統(tǒng)中的負載變化或各種系統(tǒng)故障(例如短路)引起的。雷電瞬變可能是附近雷擊向電路中注入的高電流和高電壓的結(jié)果。IEC 61000-4-5定義了波形,測試方法和測試級別,用于評估針對這些破壞性電涌的抗擾性。
根據(jù)開路電壓和短路電流,將這些波形指定為波形發(fā)生器的輸出。描述了兩個波形。10/700 μs組合波形用于測試旨在連接到對稱通信線路(例如電話交換線路)的端口。在所有其他情況下,特別是在短距離信號連接中,都使用1.2 / 50 μs組合波形發(fā)生器。對于RS-485端口,主要使用1.2 / 50 μs波形,本節(jié)將對此進行討論。波形發(fā)生器的有效輸出阻抗為2Ω。因此,電涌瞬變具有與其相關(guān)的高電流。
上圖顯示了1.2 / 50 μs的浪涌瞬變波形。ESD和EFT具有相似的上升時間,脈沖寬度和能級。但是,浪涌脈沖的上升時間為1.25 μs,脈沖寬度為50 μs。此外,浪涌脈沖能量可以達到近90 J,比ESD或EFT脈沖的能量大三到四個數(shù)量級。因此,電涌瞬變被認為是最嚴重的EMC瞬變。由于ESD和EFT之間的相似性,電路保護的設計可能相似,但是由于其高能量,必須以不同的方式處理浪涌。這是開發(fā)保護的主要問題之一,該保護提高了數(shù)據(jù)端口對所有三個瞬變的抗擾性,同時又保持了成本效益。
電阻將浪涌瞬變耦合到通信線路上。上圖顯示了半雙工RS-485設備的耦合網(wǎng)絡。電阻的總并聯(lián)總和為40。對于半雙工設備,每個電阻為80。
在浪涌測試期間,五個正脈沖和五個負脈沖被施加到數(shù)據(jù)端口,每個脈沖之間的最大時間間隔為一分鐘。該標準規(guī)定,應在測試期間將設備設置在正常操作條件下。