Was ist die maximale Spannung, die die Schaltung aushalten kann?

Unten ist meine Schaltung,

Spezifikationen der ESD-Kondensatoren:

C0001, C0002, C0003, C0004 = 47nF, 100V, 10%, 0805 Ich habe 2 grundlegende Fragen:

  1. Wenn ein +4-kV-Impuls und 330 pF angelegt werden, werden die 12,77 V (Q = CV; Q = 4 kV * 150 pF = 600 nC. Spannung am oberen Knoten = 600 nC / 47 nF = 12,77 V) von jedem Kondensator separat geteilt (C0001 bis C0004). )? Jeder Kondensator hält also 3,1925 V?

  2. Und welche maximale Spannung verträgt dieser Schaltungsteil bei positivem Impuls? Ist es 4 x 100 V = 400 V? Oder nur 2 x 100 V = 200 V (da die 2 Reihenkondensatorsätze parallel geschaltet sind). 100 V ist die Nennspannung des Kondensators.

Antworten (2)

An jedem Kondensator liegen 6,38 Volt an (wie bereits hier in Kommentaren beantwortet): -

Die 12,77 Volt erscheinen dort, wo Sie einen Pfeil namens "ESD-Impuls" haben. Wenn Sie den kleinen Vorwärtsspannungsabfall der Diode ignorieren, können Sie sagen, dass an C0002 und C0004 6,38 Volt und an C0001 und C0003 6,38 Volt anliegen. Wenn die Nennleistung 100 Volt beträgt, können die Kondensatoren jeweils 100 Volt standhalten, was 200 Volt an der mit "ESD-Impuls" gekennzeichneten Stelle bedeutet. Dies setzt voraus, dass die Kondensatoren perfekt aufeinander abgestimmt sind. Wenn sie um 10 % fehlangepasst sind, dh einer ist 51,7 nF und der niedrigere 42,7 nF, dann entwickelt sich proportional mehr Spannung über dem Kondensator mit niedrigerer Kapazität.

Dies liegt daran, dass die während des Impulses gesehenen 12,77 Volt (wie zuvor in meiner Antwort hier abgeleitet ) zu gleichen Teilen zwischen zwei Serienkondensatoren aufgeteilt werden.

Da die Kondensatoren eine Nennspannung von 100 Volt haben, beträgt die Spitzenspannungsfestigkeit für zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 200 Volt, wenn sie denselben Wert haben.

Wenn ein Kondensator einen um 10 % niedrigen Wert und einer einen um 10 % hohen Wert hat, wird am Kondensator mit dem niedrigeren Wert 20 % mehr Spannung zu sehen sein. Daher können Sie nicht wirklich von einer Impulsfestigkeit von 200 Volt ausgehen, und es wird eher so sein 160 Volt.

Ein ESD-Impuls ist ein sehr schneller Impuls mit wenig Energie. Allerdings spielen die Induktivitäten der Leiterbahnen und Komponenten in dieser Schaltung eine große Rolle, wenn es um ESD geht. Deine Frage ist also etwas theoretisch.

Aufgrund des unterschiedlichen intrinsischen ESR (Widerstand) der Kondensatoren wird die Spannung möglicherweise nicht gleich auf die Serienkondensatoren verteilt. Es könnte also sein, dass C0001 die volle Spannung bekommt und C0002 keine Spannung bekommt.

Aber die gute Nachricht ist: Die Kondensatoren sollten nicht beschädigt werden, selbst wenn die Spannung die Nennspannung der Kondensatoren von 100 V überschreitet, da ESD-Impulse keine hohe Energie haben.

Was ist die maximale Spannung, die die Schaltung aushalten kann?
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