Co to jest napięcie przejściowe?

Co to jest napięcie przejściowe?
Opublikowano 24 maja 2013 przez Littelfuse Littelfuse 
Stany nieustalone napięcia są definiowane jako krótkotrwałe przepięcia energii elektrycznej i są wynikiem nagłego uwolnienia energii wcześniej zmagazynowanej lub indukowanej innymi sposobami, takimi jak duże obciążenia indukcyjne lub wyładowania atmosferyczne. W obwodach elektrycznych lub elektronicznych energia ta może być uwalniana w przewidywalny sposób poprzez kontrolowane działania przełączające lub losowo indukowana do obwodu ze źródeł zewnętrznych.


Powtarzalne stany nieustalone są często spowodowane pracą silników, generatorów lub przełączaniem reaktywnych elementów obwodu. Z drugiej strony, losowe stany przejściowe są często powodowane przez wyładowania atmosferyczne i wyładowania elektrostatyczne (ESD). Błyskawice i wyładowania elektrostatyczne zwykle pojawiają się w sposób nieprzewidywalny i mogą wymagać dokładnego monitorowania, aby dokładnie zmierzyć, zwłaszcza jeśli są indukowane na poziomie płytki drukowanej. Liczne grupy standardów elektronicznych przeanalizowały przebiegi napięć przejściowych przy użyciu przyjętych metod monitorowania lub testowania. Kluczowe cechy kilku stanów nieustalonych przedstawiono w poniższej tabeli.


LF 1


Charakterystyka przejściowych skoków napięcia


Przejściowe skoki napięcia generalnie wykazują „podwójną wykładniczą” falę, jak pokazano poniżej dla wyładowań atmosferycznych i wyładowań elektrostatycznych.


LF 2


LF 3


Wykładniczy czas narastania pioruna zawiera się w przedziale od 1.2 μs do 10 μs (zasadniczo od 10% do 90%), a czas trwania w zakresie od 50 μs do 1000 μs (50% wartości szczytowych). Z drugiej strony, ESD jest zdarzeniem o znacznie krótszym czasie trwania. Czas narastania został scharakteryzowany na mniej niż 1.0 ns. Całkowity czas trwania to około 100ns.


Dlaczego stany przejściowe są coraz bardziej niepokojące?


Miniaturyzacja komponentów spowodowała zwiększoną wrażliwość na naprężenia elektryczne. Na przykład mikroprocesory mają struktury i ścieżki przewodzące, które nie są w stanie poradzić sobie z wysokimi prądami z transjentów ESD. Takie komponenty działają przy bardzo niskich napięciach, więc zakłócenia napięcia muszą być kontrolowane, aby zapobiec przerwom w działaniu urządzeń oraz ukrytym lub katastrofalnym awariom.


Wrażliwe mikroprocesory są dziś powszechne w szerokiej gamie urządzeń. Wszystko, od urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak zmywarki, po sterowniki przemysłowe, a nawet zabawki, wykorzystuje mikroprocesory w celu poprawy funkcjonalności i wydajności.


Większość pojazdów wykorzystuje teraz również wiele systemów elektronicznych do sterowania silnikiem, klimatyzacją, układami hamulcowymi, a w niektórych przypadkach także układami kierowniczymi, trakcyjnymi i bezpieczeństwa.


Wiele podzespołów podrzędnych lub pomocniczych (takich jak silniki elektryczne lub akcesoria) w urządzeniach i samochodach stanowi przejściowe zagrożenie dla całego systemu.


Staranne projektowanie obwodów powinno uwzględniać nie tylko scenariusze środowiskowe, ale także potencjalne skutki tych powiązanych komponentów. Tabela 2 poniżej pokazuje podatność różnych technologii komponentów.


 LF 4

Zostaw wiadomość 

Lista komunikatów