淺析數(shù)字電容隔離器的磁場抗擾度
通過將下列數(shù)值插入方程式8中,推導(dǎo)出表 1 所列磁通密度的頻變值:
VID =10 mV(接收機(jī)輸入閾值的大?。?br />R′1 × C′1 = 25 ps(有效時間常數(shù))
A = 944 × 10–9 m2(有效環(huán)路面積)
f = 1 kHz to 100 MHz(相關(guān)頻率范圍)
表1 距離電容隔離器0.1m的導(dǎo)體的電流值和磁場值
利用方程式2和3還得到EMF、磁場強(qiáng)度 (H) 以及導(dǎo)體(此處假設(shè)將來的隔離器為0.1m)的相應(yīng)電流 (I)。
由表1所列的一些極高值,清楚地表明 5 兆安低頻電流和100MHz下500A電流都不能讓這種隔離器停止正常工作。出現(xiàn)這種幾乎無限MFI的原因是隔離電容的位置。如果這些電容位于發(fā)送器芯片上,則任何接合線中產(chǎn)生的EMF都能夠影響到未受干擾的接收機(jī)輸入。
很明顯,這種高M(jìn)FI值不可能進(jìn)行實際的測試。電容隔離器的產(chǎn)品說明書說明了僅1000 A/m 的適度值作為實際測試用。然而,無屏蔽電容隔離器可以輕松通過IEC61000-4-8和IEC61000-4-9標(biāo)準(zhǔn)的5級MFI要求。這些標(biāo)準(zhǔn)分別描述了高達(dá)100 A/m電源頻率電磁場以及1000 A/m脈沖電磁場的應(yīng)用。5級規(guī)定了許多導(dǎo)體、總線或者中高壓線路的惡劣工業(yè)環(huán)境,它們都攜帶有數(shù)萬安的電流。另外還包括許多攜帶全部雷電電流的雷電保護(hù)系統(tǒng)和高層建筑結(jié)構(gòu)(例如:電纜塔等)的接地導(dǎo)體。重型工業(yè)廠房和電站的室外配電裝置也是這種環(huán)境的代表。
圖6將電容隔離器的計算得MFI閾值同IEC 61000-4-8和IEC 61000-4-9的5級(最高)測試水平進(jìn)行了對比。
圖6 MFI測試閾值
結(jié)論
超出電容隔離器差動電路噪聲預(yù)算的磁耦合要求1MHz下大于11.7 V•s/m2(117千高斯) 的磁通量密度。這需要在一個距離器件0.1m的導(dǎo)體中有超過5百萬安的電流才能產(chǎn)生這樣一個磁場。在自然界或者任何制造設(shè)備中這都是不可能存在的。如果的確存在,那么設(shè)計人員便可做以下情況假設(shè):在隔離層失效以前,周圍的電路便都已失效。
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