Защита от импульсных помех по питанию, Нужно защитить DC/DC и собственно схему от МСП и НСП Опции

[Марик]

Разрабатывается устройство, питающееся от 9-32 постоянки. Минус висит на земле. Затем это напряжение преобразуется DC/DC TRACO серии TEN6 в 5 В, которое, собственно, питает схему. Хочется защитить это все от микросекундных и наносекундных помех по самому высокому классу защиты. Делается это по собственной инициативе, в ТЗ этого нет, поэтому можно и несколько проще, просто хочется избавить себя от последующих переделок в случае поступления нового заказа с уже присутствующими требованиями по ЭМС.
Много чего накопал на форуме и в Интернете, однако в моем не опытном в данном вопросе мозге никак все не уляжется Хотелось бы, чтобы кто-нибудь подсказал неплохое решение и посоветовал элементную базу.
Пока представляется схема в виде включенных параллельно питанию разрядника, варистора и (или) супрессора (микросекунды). Перед самим DC/DC поставить фильтр типа BNX от Murata. Варистор, наверное B72214-S 500-K101, S14K50 15J 50v, разрядник B88069-X 180-S102, EC75X 5кА/ 5А, супрессор BZW-50-39V
Еще вопросы:
1) стоит ли заводить землю на 5 В через конденсатор и если да, то из какого принципа он выбирается?
2) Читал, что маломощные варисторы быстро выходят из строя. Если есть смысл их ставить, то какие?
Буду очень благодарен ответу.

[Andy Mozzhevilov]

Для линий электропитания по 4.5 предусматриваются 2 вида испытания, по схеме провод-провод, и по схеме провод-земля.
Наиболее сложный вид испытаний - это провод-провод. Обычно степень жесткости испытаний для провод-провод берется в 2 раза меньше, чем для провод-земля. Например, если провод-земля 2кВ, то провод-провод 1кВ.
Для испытаний по схеме провод-земля вам нужно беспокоиться о том, возможен ли пробой изоляции с какой-либо линии источника питания на заземление. Если прочность изоляции в вашем устройстве не достаточна, чтобы выдержать это перенапряжение, вы можете слить эту помеху на контур заземления, например через варисторы. Причем варисторы вам нужно выбрать такими, чтобы остаточное напряжение на варисторе было меньшим, чем напряжение пробоя изоляции прибора.
Для схемы провод-провод сложнее.
С одной стороны вам нужно выдержать перенапряжение (как положительной, так и отрицательной полярностей), с другой стороны вам нужно по этим линиям питать устройство. Поэтому применение "голого" разрядника, установленного между двумя питающими проводами недопустимо, поскольку импульс перенапряжения будет зажигать разрядник, а источник питания поддерживать разряд (то есть будет КЗ налинии питания). Целесообразно ставить на входе варистор, но скорее всего вам не удасться варистором полностью погасить импульс перенапряжения провод-провод до такого уровня, который не вызовет выхода из строя вашего преобразователя.
Хорошо бы делать вторую ступень защиты, например, поставив TVS. Но - Tvs параллельно варистору нет смысла ставить (по понятным причинам), его нужно отделять, например, низкоомным мощным резистором, рассчитав схему таким образом, чтобы все элементы рассеивали допустимую для них мощность. Однако применение резистора в цепи защиты противоречит постоению схемы питания (когда он там будет мешать, создавая лишнее падение напряжения в цепи электропитания). Поэтому должен быть некий компромисс. Если ваше устройство потребляет небольшую мощность, такую, что резистор в 1-2 Ома в цепи питания не будет помехой, то построить схему защиты можно. Если потребляемые мощности большие - то нужно искать другие пути.

Еще небольшое дополнение.
При испытаниях провод-провод выходное сопротивление генератора помехи - 2 Ома,
по схеме провод-земля - 12 Ом.