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工業(yè)網(wǎng)關(guān)EMC三級防護(hù)設(shè)計(jì):TVS+磁環(huán)+屏蔽罩協(xié)同方案

  • 2025-05-21 11:34:00
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工業(yè)環(huán)境中,電磁兼容性(EMC)防護(hù)對工業(yè)網(wǎng)關(guān)至關(guān)重要。以下介紹一種通過 TVS(瞬態(tài)電壓抑制二極管)、磁環(huán)和屏蔽罩協(xié)同實(shí)現(xiàn)的 EMC 三級防護(hù)方案,助力工業(yè)網(wǎng)關(guān)通過 IEC61000 - 4 - 5 4kV 浪涌測試。

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 一、一級防護(hù):TVS 瞬態(tài)電壓抑制

 

TVS 二極管能快速響應(yīng)并鉗位瞬態(tài)過電壓。在工業(yè)網(wǎng)關(guān)的電源輸入端和信號端口處并聯(lián) TVS 二極管,當(dāng)遇到浪涌電壓時(shí),TVS 二極管瞬間導(dǎo)通,將過電壓鉗位到安全水平,保護(hù)后續(xù)電路免受高電壓沖擊。其響應(yīng)時(shí)間短至納秒級,可有效抑制快速變化的脈沖電壓,確保電路在遭受浪涌時(shí)不受損壞。

 

 二、二級防護(hù):磁環(huán)濾波

 

在電源線和信號線上穿套磁環(huán),利用其高磁導(dǎo)率產(chǎn)生磁場,使通過的電流產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。對高頻噪聲和浪涌電流有良好的抑制作用,能夠有效濾除線路中的高頻干擾,降低浪涌能量的傳遞。磁環(huán)可削弱干擾信號,增強(qiáng)工業(yè)網(wǎng)關(guān)抗干擾和穩(wěn)定性。

 

 三、三級防護(hù):屏蔽罩隔離

 

為關(guān)鍵電路模塊(如處理器、通信模塊等)加蓋金屬屏蔽罩,能有效隔離外界電磁干擾與內(nèi)部電路電磁輻射。屏蔽罩形成法拉第籠,阻斷外部強(qiáng)電磁場輻射干擾,阻止內(nèi)部電路電磁能量泄漏,防止相互干擾,還可在發(fā)生電弧或放電時(shí),避免對周邊設(shè)備造成二次電磁干擾,提升工業(yè)網(wǎng)關(guān)電磁兼容性。

 

 四、協(xié)同作用

 

TVS、磁環(huán)和屏蔽罩相互配合,發(fā)揮不同防護(hù)優(yōu)勢。TVS 快速抑制過電壓,磁環(huán)抑制高頻噪聲和浪涌能量傳遞,屏蔽罩阻斷電磁干擾傳播路徑。在 IEC61000 - 4 - 5 4kV 浪涌測試時(shí),該方案可顯著降低浪涌對工業(yè)網(wǎng)關(guān)的影響,保障其穩(wěn)定運(yùn)行和可靠工作。