Привет!

Не знает ли кто, можно ли как-нибудь создать микросекундные импульсы без специального генератора:
напряжение до 2кВ,
нарастание импульса порядка 1мкс,
спад импульса порядка 100мкс?

Нужно для проверки устройств на стойкость к этим импульсам.

Я бы не советовал.
Во-первых, это небезопасно, все же напряжение достаточно высокое.
Потом, выходное сопротивление генератора должно быть 2 Ома, то есть он в импульсе должен выдавать ток до 1 кА при амплитуде помехи 2 кВ (это если вы вводите помехи в цепи питания).
То есть скорее всего генератор с требуемыми характеристиками Вам сделать "на коленке" не выйдет. А если у того, что вы сделаете, характеристики будут абы какими, то нет гарантии, что после испытаний на вашем генераторе прибор пройдет те же испытания на генераторе с ГОСТовскими характеристиками.

Нужно открыть стандарт и посмотреть на приведенную в нем схему. Затем сделать свою Получится специальный генератор.

Тогда Вам к Попову...
Если все же решитесь спаять генератор, то смотрите в область СШП. Там такого навалом. Вот Вам для начала: "NANOSECOND PULSE GENERATOR USING A FAST RECOVERY DIODE. A. Kuthi, P. Gabrielsson, M. Behrend and M. Gundersen".
Довольно простая схема, гуглем находится.

В стандарте нет как каковой принципиальной схемы. В стандарте есть характеристики геренатора по формам напряжения в режиме x.x и формам тока в режиме к.з., а также требования к выходному сопротивлению генератора при различных испытаниях.


Только вопрос был про генерацию микросекундных импульсов.

Стандарт я открывал. Схема, если кому интересно, вот:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Только для меня все это не очень просто в смысле "сделай сам". Если у кого-то есть готовая схема, то я был бы очень благодарен за нее.

Я, наверно, не очень точно вопрос сформулировал. Под получением МП без помощи специального генератора я имел ввиду - можно ли их сымитировать при помощи каких-то других средств? Например, я тут видел тему, как народ НП имитирует при помощи вакуумного реле: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=32481

Достаточно мощный трансформатор вольт на 36 и по клеммам рашпилем. Помех будет море, любых

Вы же понимаете, что это очень упрощенная принципиальная схема.
Еще скажу, что не очень дорогой генератор МИП
http://www.elemcom.ru/4_5.html
стоит более 100 т.р.
Не скажу, что там какая-то особо сложная схема, но техника эта высоковольтная, там всё достаточно большое, тяжелое.

Не получится так с микросекундными - их надо в т.ч. между проводами подавать. Да, кстати, там еще и напряжение повыше 36 В.

Вот в этом то и проблема, что он столько стоит...

Ладно. Я хотел бы просто проверить разработанную схему защиты от МП помех, т.к. до этого опыта подобного не имел и не знаю, правильно ли я все сделал.

Может, раз с генератором так все сложно получается, по схеме моей что-нибудь посоветуете, чтобы мне поуверенее быть?
Защищать мне надо 24-вольтовый DC вход от 2кВ МП - как общего вида, так и дифференциальной.

Вот моя схема:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Варисторы типа S14K20:
http://www.epcos.com/inf/70/db/var_08/SIOV...ed_StandarD.pdf

Я симулировал схему в Оркаде для источника помехи с 2кВ амплитуды и 1кА тока кз. Напряжение на варисторе получалось до 120В втечение около 100мкс, см. картинки:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
диф. МП

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
МП общего вида

(фиолетовый - помеха, голубой - перенапряжение по входу 24В после фильтра).

Главный вопрос в следующем: после фильтра стоит Traco TEN-40 2423WI. В его спецификации сказано, что максимальное перенапряжение по его входу может быть до 50В втечение 100мс. У меня получается до 120В за 100мкс. Я не знаю - выдержит он или нет?

На НП схему испытывал на спец. генераторе - работает.

У вас TVS в схеме не работает. Вам нужно разделить варистор V2 и TVS D1 либо мощным низкоомным резистором, либо позистором (самовосстанавливающимся предохранителем). Тогда у TVS будет работать и ограничит остаточное напряжение на варисторе вольт до 50.
Еще - варистор на вскидку у вас выбран для данной мощности помехи "одноразовым". Посмотрите внимательнее на "Derating Curves" в datasheet на варисторы и в AppNotes от Epcos.
По мощности рассеивания тоже нужно все элементы посчитать.
Еще вопрос - вам нужно, чтобы просто схема не дохла при подаче помехи, а сбои допустимы, или вам нужно, чтобы при подаче помехи устройство имело класс А, то есть вообще не замечало помехи на входе?


Про TVS я неточно выразился, он работает, но при параллельном соединении с варистором будет работать конкурируя с ним. В зависимости от напряжения, на которое он рассчитан, он может либо не работать, либо наоборот спустить весь ток через себя, а ему от этого скорее всего сильно поплохеет.
И еще - вы схему при подаче помехи провод-провод собираетесь испытывать с другой полярности импульса МИП?

Зря Вы этот документ не посмотрели. Там почти то, что нужно. А микросекунды из наносекунд получить легко, наоборот тяжелее...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Там дело не только в длительности, при испытаниях МИП импульсы подаются в т.ч. между проводами питания, т.е. на низкоимпедансную нагрузку. Есс-но, генератор НИП, даже переделанный, для этого не подходит.

Спасибо за советы, проверять щас буду...

По поводу вопроса: надо, чтобы при подаче помех устройство вообще не замечало бы их.



Я проверю это тоже, но не понимаю - какая разница? схема ведь симметрична.

У вас модуль TRACO питается от +24В постоянного?
Когда вы приложите отрицательную помеху у вас на входе TRACO появится импульс отрицательного напряжения (пусть ограниченный по амплитуде схемами защиты). Как преобразователь на это отреагирует? Провалит выходное напряжение? Что этот провал вызовет в схеме, которую питает преобразователь?

Вот такой вопрос.
А если я поставлю 2х выводной газовый разрядник в самом начале схемы между +24В и GND, то он сможет уменьшить напряжение диф. 1кВ МП вольт до 600В? Тогда варистору V2 должно быть легче - его ток в момент помехи упадет. Как вам такой подход?

Во-первых, газовый разрядник - прибор относительно медленный, но мощный. Фронт микросекундной помехи пролетит дальше до срабатывания разрядника, то есть сработает он у вас где-то на киловольте (нужно уточнять по datasheet на конкретный тип, но на вскидку будет так). После срабатывания разрядник посадит всё через себя, и дальше помеха в схему не пойдет. Поэтому при применении разрядника задача остальной части схемы - ослабление переднего фронта помехи, который успел пролететь до срабатывания разрядника. А также ослабление помех, амплитуда которых недостаточна для срабатывания разрядника.
Во-вторых, для выключения разрядника нужно перестать пропускать ток через него, а у вас - источник питания 24В будет поддерживать разряд, то есть будет работать в режиме КЗ, пока либо источник не отключится, либо разрядник не разлетиться (скорее всего выбьет какие-то предохранители в источнике). Поэтому разрядник нельзя включать на входе в вашем случае.

Epcos говорит, что при фронте 1кВ/мкс их EC90X срабатывает при напряжении меньше 600В, если я правильно понял из даташита. Для меня 600В уже хорошо было бы.


А если последовательно разряднику варистор или PTC включить? Не поможет?

А что в этом хорошего?


Напряжение срабатывания увеличится на пороговое напряжение варистора. Да, после снятия помехи варистор прервет ток через разрядник.
Но какой в этой схеме смысл, если можно ставить варистор без разрядника?


А что PTC будет делать? Какую функцию выполнять?




PS: У вас же в принципе схема изначально в правильном направлении нарисована. Нужно только еще чуть доработать и посчитать элементы.
Зачем вам разрядник? Что он сделает такого, чего не обеспечивает приведенная вами схема?

Те "Derating Curves" на варисторы Epcos, на которые вы мне глаза открыли, меня совсем убили, т.к. там для 10-ти импульсов длиной по 100мкс допустимый ток варистора падает до 250А примерно. Т.е. мне получается надо по 3 штуки каждого еще влепить, чтобы нужный ток испытаний выдержать. Места на плате у меня не богато, поэтому этот вариант мне не нравится.

Следующий момент - это остаточное перенапряжение на варисторах в момент прихода помехи. Я еще не знаю, как например S14K20 или S14K35 в реале работают, но эпкосовские модели в Оркаде мне дают до 120В стабильно втечение 100мкс. Как на это отреагирует стоящий за фильтром Traco - я тоже не знаю.

Вот я и подумал, что, может, с помощью разрядника отвести часть энергии и понизить напряжение помехи на входе, чтобы облегчить жизнь варисторам.

P.S. Про PTC я думал, что оно ограничит ток в разряднике, чтоб он потух. Но это так - не более чем предположение, может, оно так вообще и работать не будет.

Не знаю насчет параллельного соединения варисторов, я бы не стал так делать. Вам нужно просто варистор брать больше, на 14-ый, а 20-ый, или еще больше.


На графиках из документации на варисторы примерно так и есть при токе через варистор 1кА.


Ну так говорю же, ставьте следующую ступень защиты резистор-TVS, в этому случае у вас TVS будет ограничивать остаточные 120В на варисторе до примелемых 50В по документации DC-DC.
Другое дело, что вам еще нужно посмотреть, как поведет себя DC-DC при провале напряжения на входе при подаче помехи. Но тут не имеет значения - варистор у вас или разрядник в схеме защиты. Даже с разрядником возможно будут более сложные условия.


Ну я уже пояснил выше, почему разрядник так нельзя включать. А если включить как можно, то смысла в вашей схеме в нем уже не будет.


Он не моментально разогреется до такой температуры, чтобы уменьшить ток через разрядник до порогового, при котором разряд прекратится. А может и вообже не достигнет такого значения. В любом случае - ему будет нужно десятки-сотни миллисекунд для срабатывания, то есть если даже он позволит отключить разрядник, то:
1. Все это время на входе Traco у вас будет 0 вольт (ну или близко).
2. Не факт, что он отключит разрядник раньше, чем что-то глюканет в источнике +24.

Эх! Вот похоже и я познакомлюсь с фактом: чем больше мощность, тем больше размеры!

Ладно! Спасибо БОЛЬШОЕ за подробные и содержательные объяснения. А я буду дальше мозговать!...

Да, насчет варисторов для защиты от помехи провод-земля, учитывайте, что при этих испытаниях выходное сопротивление генератора 12 Ом, что практически в 6 раз уменьшает ток, протекающий через варисторы. И для этих варисторов уже уменьшаются требования "по габаритам"

Добрый день!

Разрешите снова кое-что спросить.

Во-первых, я выбрал новый варистор для дифф-ой МП. Это S14K50. Его взял по двум причинам. Первая, он дает меньшее перенапряжение при токах выше 100А, чем, например S14K35. Вторая - он держит до 1кА при 10-ти импульсах. С более высоким напряжением "срабатывания" у S14K50 я решил бороться с помощью TVS. И в этом вот следующий вопрос и есть.

Andy Mozzhevilov, вы мне посоветовали разделить TVS и варистор низкоомным резистором. Я это понял так (разделительный резистор - R6):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если это правильно, то мне не понятно, как TVS в данном случае может ограничивать напряжение в точке А до требуемого уровня?

R6 ограничивает ток в TVS, да, но этот ток создает падение напряжения на самом R6, которое добавляется к напряжению стабилизации TVS.

Напряжение в точке А уменьшается, если уменьшить R6, но это ведет просто к изначальному случаю и проблеме, когда R6 не было. Да и само напряжение стабилизации TVS растет с ростом тока через него!

Как быть???

Вы резистор не туда ставите. Его нужно ставить вместо горизонтальной связи между варистором и TVS. У вас же задача не TVS защищать, а схему. А в вашей схеме вы защищаете TVS от перегрузки, а в схему попадает полное напряжение, ограниченное варистором.
Можно еще ставить самовосстанавливающийся предохранитель, но у него собственно сопротивление гуляет в зависимости от температуры, а от микросекунд он все равно не будет успевать срабатывать (слишком инерционный), поэтому от микросекунд предохранитель будет играть роль того же низкоомного резистора. Его имеет смысл ставить, если вы до кучи защищаетет схему от длительной перегрузки по току потребления.

Спасибо.