防護電路設計規範華為

2022-03-25 17:37:48 字數 2813 閱讀 8201

dkba

華為技術****企業技術規範

dkba1268-2003.08

代替dkba3613-2001.11

防護電路設計規範

2003-11-10發布2003-11-10實施

華為技術****發布

目次本規範的其他系列規範:無

與對應的國際標準或其他檔案的一致性程度:無

規範代替或作廢的全部或部分其他檔案:本規範代替原規範dkba3613-2001.11《防護電路設計規範》

與其他規範或檔案的關係:本規範是dkba3613-2001.11《防護電路設計規範》的公升級

與規範前一版本相比的公升級更改的內容:

對前一版的內容進行了優化,並全面增加了多種訊號埠的防護電路。

本規範由emc研究部提出。

本規範主要起草和解釋部門:emc研究部

本規範主要起草專家:emc研究部:張靜(34763)

本規範主要評審專家: 整機工程部:熊膺(8712)、羅新會(9398)、王慶海(31211)、孟繁濤(15133),張靜松(5073)、唐栓禮(9469)

本規範批准部門:整機工程部

本規範所替代的歷次修訂情況和修訂專家為:

防護電路設計規範

本規範規定了防護電路的設計原則。

本規範適用於公司通訊產品各埠的防護電路設計。

通訊產品在應用的過程中,由於雷擊等原因形成的過電壓和過電流會對裝置埠造成損害,因此應當設計相應的防護電路,各個埠根據其產品族類、網路地位、目標市場、應用環境、訊號型別以及實現成本等多種因素的不同所對應的防護電路也不同,本規範在電源口、訊號口和天饋口的防護電路設計上給出了指導。

防護、氣體放電管、壓敏電阻、tvs管、tss管、退耦、接地

下列檔案中的條款通過本規範的引用而成為本規範的條款。凡是注日期的引用檔案,其隨後所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用於本規範,然而,鼓勵根據本規範達成協議的各方研究是否可使用這些檔案的最新版本。凡是不注日期的引用檔案,其最新版本適用於本規範。

防雷器:一些標準中又稱為電湧保護器(surge protective devices,spd),是可安裝在裝置埠用於對各種雷電電流、操作過電壓等進行保護的器件。它至少含有乙個非線性元件。

防雷器的殘壓:雷電放電電流流過防雷器時,其端子間呈現的電壓。被保護埠自身的抗過電壓水平必須高於防雷器的輸出殘壓並有一定的裕量,防雷器才能真正起到保護裝置的作用。

1.2/50us衝擊電壓:雷擊時戶內走線線纜上產生的感應過電壓的模擬波形,用於裝置埠過電壓耐受水平測試,主要測試範圍:通訊裝置的電源埠和建築物內走線的訊號線測試。

1.2/50us(8/20us)混合波:是浪湧發生器輸出的一種具有特定開路/短路特性的波形。

發生器輸出開路時,輸出波形是1.2/50us的開路電壓波;發生器輸出短路時,輸出波形是8/20us的短路電流波。具有這種特性的浪湧發生器主要用於裝置埠過電壓耐受水平測試,主要測試範圍:

通訊裝置的電源埠和建築物內走線的訊號線測試。

10/700us衝擊電壓:雷擊時戶外走線線纜上產生的感應雷過電壓的模擬波形。用於裝置埠過電壓耐受水平測試時用的波形,主要測試範圍:

建築物外走線的訊號線(如使用者線類電纜)的測試。

8/20us衝擊電流:雷擊時線纜上產生的感應過電流模擬波形,裝置的雷擊過電流耐受水平測試用標準波形,主要用於通訊裝置的電源口、訊號口、天饋口。

10/350us衝擊電流:直擊雷電流模擬波形。目前通訊裝置埠的防雷測試較少使用。

圖4-1 氣體放電管的原理圖符號

氣體放電管是一種開關型保護器件,工作原理是氣體放電。當兩極間電壓足夠大時,極間間隙將放電擊穿,由原來的絕緣狀態轉化為導電狀態,類似短路。導電狀態下兩極間維持的電壓很低,一般在20~50v,因此可以起到保護后級電路的效果。

氣體放電管的主要指標有:響應時間、直流擊穿電壓、衝擊擊穿電壓、通流容量、絕緣電阻、極間電容、續流遮斷時間。

氣體放電管的響應時間可以達到數百ns以至數μs,在保護器件中是最慢的。當線纜上的雷擊過電壓使防雷器中的氣體放電管擊穿短路時,初始的擊穿電壓基本為氣體放電管的衝擊擊穿電壓,放電管擊穿導通後兩極間維持電壓下降到20~50v;另一方面,氣體放電管的通流量比壓敏電阻和tvs管要大,氣體放電管與tvs等保護器件合用時應使大部分的過電流通過氣體放電管洩放,因此氣體放電管一般用於防護電路的最前級,其後級的防護電路由壓敏電阻或tvs管組成,這兩種器件的響應時間很快,對后級電路的保護效果更好。氣體放電管的絕緣電阻非常高,可以達到千兆歐姆的量級。

極間電容的值非常小,一般在5pf以下,極間漏電流非常小,為na級。因此氣體放電管並接**路上對線路基本不會構成什麼影響。

氣體放電管的續流遮斷是設計電路需要重點考慮的乙個問題。如前所述,氣體放電管在導電狀態下續流維持電壓一般在20~50v,在直流電源電路中應用時,如果兩線間電壓超過15v,不可以在兩線間直接應用放電管。在50hz交流電源電路中使用時,雖然交流電壓有過零點,可以實現氣體放電管的續流遮斷,但氣體放電管類的器件在經過多次導電擊穿後,其續流遮斷能力將大大降低,長期使用後在交流電路的過零點也不能實現續流的遮斷;還存在一種情況就是如果電流和電壓相位不一致,也可能導致續流不能遮斷。

因此在交流電源電路的相線對保護地線、相線對零線以及相線之間單獨使用氣體放電管都不合適,當用電裝置採用單相供電且無法保證實際應用中相線和中線不存在接反的可能性時,中線對保護地線單獨使用氣體放電管也是不合適的,此時使用氣體放電管需要和壓敏電阻串聯。在交流電源電路的相線對中線的保護中基本不使用氣體放電管。

防雷電路的設計中,應注重氣體放電管的直流擊穿電壓、衝擊擊穿電壓、通流容量等引數值的選取。設定在普通交流線路上的放電管,要求它**路正常執行電壓及其允許的波動範圍內不能動作,則它的直流放電電壓應滿足:min(ufdc)≥1.

8up。式中ufdc直流擊穿電壓,min(ufdc)表示直流擊穿電壓的最小值。up為線路正常執行電壓的峰值。

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PCB電路設計規範及要求

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