一、电磁兼容原理

二、EMS常用器件原理及应用

2.1、过压器件

压敏电阻 ZNO

瞬态抑制二极管 TVS（ESD）

瞬态抑制二极管 TSS

气体放电管 GDT

过压保护器 OVP

2.2、过流器件

功率热敏器件 NTC

自恢复保险丝 PPTC

2.3、滤波器件

电容

电感

2.4、屏蔽与隔离器件

屏蔽

隔离

三、防护电路设计与注意事项

3.1、浪涌防护电路推荐

AC220V防护电路

DC防护电路

RS485防护电路

RS232防护电路

网口防护电路

POE防护电路

GPS防护电路

车载电源防护电路

3.2、浪涌防护电路设计注意事项

前端保险丝选择

退耦电感和电阻的选择

浪涌电路的设计

浪涌测试遇到的问题

3.3、ESD（静电）防护电路推荐

3.4、ESD防护电路设计注意事项

ESD干扰模式

介质隔离与屏蔽

搭接和接地

ESD防护器件的选择

3.5、EFT防护电路设计注意事项

一、电磁兼容原理

电磁兼容设计的频率范围：<400GHz，90%对设备损坏的<10KHz

EMI/EMS

静电：1.5KV的静电压，人体感受到：3000~5000V

雷电、太阳、辐射干扰

一、电磁兼容试验标准

1、静电试验

GB/T17626.2(IEC61000-4-2)

人体的储能电容：150pF；人体内阻：330Ω

2、EFT试验

继电器触电，切断感性负载

耦合/去耦网络特性参数：耦合电容：33nF；耦合方式：共模 1KV 0.5V

3、浪涌试验

浪涌输出电压符合1.25/50，1.25是上升到90%，50下降到50%时间电流8/20us

4、射频场感应

5、电波暗室（电波传播）

二、EMS常用器件原理及应用

过压器件、过流器件、滤波器件、屏蔽与隔离

2.1、过压器件

压敏电阻 ZNO

压敏电阻是电压敏感电阻器的简称，是一种非线性电阻元件。压敏电阻阻值与两端施加的电压大小有关，当加到压敏电阻器上的电压在其标称值以内时，电阻器的阻值呈现无穷大状态，几乎无电流通过。当压敏电阻器两端的电压略大于标称电压时，压敏电阻迅速击穿导通，其阻值很快下降，使电阻器处于导通状态。当电压减小至标称电压以下时，其阻值又开始增加，压敏电阻又恢复为高阻状态。它的瞬变干扰的抑制是通过钳位方式来实现，对线路的危害的这部分能量被压敏电阻通过转化成热量的形式来吸收掉（W=Pt）。压敏电阻的响应时间为ns级，比气体放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。

价格便宜，通流量大（开关电容）、寄生电容大（不适合高频电路），会有很大的漏电流，因此通常需要与气体放电管进行串联。

ZnO晶粒有老化，所以一般串联热熔点来避免，压敏可串并联使用

器件：注意引脚的材质（铜、铜包钢、钢）

当电路接220V不稳定时（如印度），当电压高时，外部直接导通，容易引起断电跳闸

选型规则：1、220V不用471，使用511、561；110V用241、271（印度往死里加620、680）

$R=220*1.414/\sqrt{2} *1.5$ 考虑交流、还要考虑衰减

应用环境：电源

瞬态抑制二极管 TVS（ESD）

TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点，已广泛应用于计算机系统。

优缺点：工作电压精准、响应时间快、可单双向

【硬件基础4】二极管（原理、特性、类型、电路分析）_追逐者-桥的博客-CSDN博客

Vr关闭导通；Vbr是二极管的导通保护电压；Vc要小于要保护电路损坏的最大电压

Ir漏电流；It测试电流；Ipp通过的最大浪涌电流计算方式：正常电路5V、1A时

感性负载较少时， $1A*\sqrt{2}$ 的10~30倍，浪涌电流为30A
感性负载较大时， $1A*\sqrt{2}$ 的100倍，浪涌电流为141A

可串联来增加W，通过做低电压，增加浪涌电流。

SMBJ6.0CA(DO214AA)，不动电压6V，CA双向、A是单向，600W，Vc=Vrm*1.67

可承受的浪涌电压为：5*1.67*1.4 = 13V 10/1000（90%/50%）浪涌波形

选型

5V/2A：感性负载，IPP=2A*100=200A 电路最大电压为11V，那么VC=10，2000W ，3000W

车载中电路：24V（柴油），用36V；12V（汽油），用24V

应用环境：数码、通讯

瞬态抑制二极管 TSS

半导体放电管是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。. 其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。SMA、SMD

优缺点：保护敏感设备，低功率损耗，低漏电流。

主要用于模拟数字卡，调制解调器，POS系统，交换机

气体放电管 GDT

放电管的工作原理是气体间隙放电i当放电管两极之间施加一定电压时，便在极间产生不均匀电场：在此电场作用下，管内气体开始游离，当外加电压增大到使极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平，这种残压一般很低，从而使得与放电管并联的电子设备免受过电压的损坏。惰性气体电离。

由于这种残压很低，在雷击过后正常电压下会依然处于导通状态，不会关断，产生续流现象。因此一般需要串联压敏电阻来太高其关断电压。使雷击被吸收后及时的关断。

3R090L/2R090M

特点：通流量大，漏电流小、寄生电容小，速度慢、动作电压精度低，有续流现象

应用环境：防雷模块、通讯防雷

过压保护器 OVP

2.2、过流器件

功率热敏器件 NTC

它的电阻值随温度升高而降低。利用这一特性即可制成测温、温度补偿和控温组件，又可以制成功率型组件，抑制电路的浪涌电流（这是由于热敏电阻器有一个额定的零功率电阻值，当串联在电源回路中时，就可以有效地抑制开机浪涌电流）。并且在完成抑制浪涌电流作用以后，利用电流的持续作用，将NTC热敏电阻器的电阻值下降非常小的程度。

特点：体积小、功率大、抑制浪涌电流能力强、反应速度快、材料常数（B值）大，残余电阻小寿命长吗，可靠性高。

选型规则：R > 1.414*u / Im 5D9/5D11

自恢复保险丝 PPTC

PPTC，Polymer Positive Temperature Coefficent，学名高分子聚合物正温度系数热敏电阻。PPTC主要用于电子设备的短路及超载保护，与传统保险丝相比，具有可恢复功能，故又称为自恢复保险丝 。

PPTC 主要是由聚合树脂和导电材料所组成。在正常工作条件下，其表现出极低的电阻值，对电路性能基本上不会产生影响。当异常电流发生或环境温度提高时，其阻值迅速提高，呈现高阻抗的状态，从而限制异常电流流过 PPTC 元件，此过程称为“动作”。当故障得到排除后，PPTC 元件自动恢复到低阻状态，此时电路又可以回到正常工作的状态。