ZHDA211 July   2026 ADS125H18 , ISO7721 , ISO7730 , ISO7731 , SN6505B , SN74LVC1G17 , TUSB320 , TVS3301

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1设计概述和测量性能(正常运行)
    1. 1.1 设计概述
    2. 1.2 正常运行期间的 EMC 测试板电压测量性能
    3. 1.3 正常运行期间的 EMC 测试板电流测量性能
  5. 2EMC 测试板电路和 PCB 布局注意事项
    1. 2.1 针对 EMC 合规性的电路设计注意事项
      1. 2.1.1 每个输入连接器引脚上的高压电容器和电阻器
      2. 2.1.2 TVS 二极管
      3. 2.1.3 保护分流器:PTC 和齐纳二极管
      4. 2.1.4 数字信号串联电阻器
      5. 2.1.5 数字隔离
      6. 2.1.6 电源和保护
      7. 2.1.7 用于放电路径的高压电容器及电阻器
    2. 2.2 针对 EMC 合规性的 PCB 布局注意事项
      1. 2.2.1 PCB 层堆叠及接地平面
      2. 2.2.2 避免较长返回路径
      3. 2.2.3 避免 PCB 走线中出现 90 度弯曲
      4. 2.2.4 利用防护环隔离干扰信号
      5. 2.2.5 去耦电容器
      6. 2.2.6 差分信号布线
      7. 2.2.7 拼接过孔
      8. 2.2.8 隔离栅布局
      9. 2.2.9 元件放置
  6. 3EMC 测试系统、标准和结果
    1. 3.1 EMC 测试系统
    2. 3.2 EMC 测试标准
    3. 3.3 EMC 测试结果
      1. 3.3.1 静电放电 (ESD)
      2. 3.3.2 辐射抗扰度 (RI)
      3. 3.3.3 电快速瞬变 (EFT)
      4. 3.3.4 浪涌抗扰度 (SI)
      5. 3.3.5 传导抗扰度 (CI)
  7. 4原理图、PCB 布局和物料清单
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 PCB 布局
    3. 4.3 物料清单 (BOM)
  8. 5总结
  9. 6参考资料

浪涌抗扰度 (SI)

IEC 61000-4-5 标准规定了 SI 测试的细节,包括测试标准和设置要求。设置包括在特定源阻抗和耦合模式(线对线或线对地)下,执行浪涌测试所需的测试设备和程序。IEC61000-4-5 测试确定了 EUT 对电源线及数据线上的外部高能量浪涌的抗扰度。这些能量浪涌可能由电力系统开关、负载变化及短路故障或者直接或间接的雷击引起。IEC 61000-4-5 规定了两种类型的组合波发生器 (CWG)。10µs / 700µs CWG 专门用于测试对称电信线路的端口。其他情况下,全部使用 1.2µs / 50µs CWG。其他情况下的浪涌均包括 1.2μs/50μs(上升时间为 1.2μs,脉冲宽度为 50μs)开路电压波形,以及 8μs/20μs(上升时间为 8μs,脉冲宽度为 20μs)短路电流波形。在每个额定值下,EUT 会经受 2 次正浪涌和 2 次负浪涌。浪涌每分钟至少重复一次。浪涌测试需要耦合/去耦网络 (CDN)。IEC 61000-4-5 定义了不同情况下耦合网络中使用的阻抗和电容。EUT 通过带有 0.5µF 电容器和绞合电缆的 CDN 进行浪涌测试。

 SI 测试的实验室设置图图 3-11 SI 测试的实验室设置图

表 3-9 指定 IEC 61000-4-5 测试级别:

表 3-9 SI 测试级别
级别开路测试电压 ±10% (kV)
10.5
21.0
32.0
44.0
X可能高于、低于或介于其他级别之间的特殊级别。该级别可以在产品标准中指定。

浪涌发生器使用 2Ω 输出阻抗来对低压电源的源阻抗及波形发生器的固有源阻抗进行建模。根据电源和数据线测试要求,EUT 和浪涌发生器之间可能需要一个额外的串联电阻。浪涌电流由浪涌电压电平和总阻抗 (Req) 决定,其中 Req 是浪涌发生器输出阻抗和额外串联电阻的组合。阻抗的选择取决于设备类型及测试要求。

表 3-10 展示了不同浪涌电压和阻抗下的浪涌电流电平:

表 3-10 各浪涌测试电压及阻抗的电流电平
级别1234
电压 (V)500100020004000
Req = 42Ω12A24A48A96A
Req = 12Ω42A84A167A334A
Req = 2Ω250A500A1000A2000A

图 3-12 示出了 ADS125H18 EMC 测试板上 SI 测试的实际设置。

 SI 测试的实验室设置图 3-12 SI 测试的实验室设置

图 3-13 展示了在 SI 测试期间(±1kV、线对线、42Ω),当 ADC 测量电压输入(左)和电流输入(右)时,ADS125H18 EMC 测试板的输出数据。图中显示,浪涌信号影响了 ADS125H18 输出,导致测试期间出现较大的尖峰和暂时性能损失。但扰动停止后,该器件无需任何干预即可自行恢复。因此,ADS125H18 EMC 测试板通过了标准 B 的 SI 测试。

 SI 测试期间捕获的电压(左)和电流(右)测量值图 3-13 SI 测试期间捕获的电压(左)和电流(右)测量值

表 3-11 显示了 SI 测试的结果。EMC 测试板上的电压通道和电流通道测试结果是相同的。

表 3-11 使用 ADS125H18 EMC 测试板的 SI 测试结果
测试标准类型和阻抗配置

测试电压

标准测试结果

SI

IEC 61000-4-5线对地(2Ω 源阻抗 + 来自耦合网络的 40Ω)和线对线(直流输入上的 2Ω 源阻抗)电压输入500VB通过
1000VB通过
电流输入500VB通过
1000VB通过
直流输入500VB通过
1000VB通过