落雷は自然現象であり、雷が地面や障害物に落ちると、送電線/アンテナ/ネットワークなどの伝送系を介して電源に瞬間的なサージ電圧が侵入し、この異常エネルギーにより機器の内部損傷が起こりやすくなります。製品の部品が破損している。さらに、現実の生活では、電源スイッチの切り替え時やプラグの抜き差し時に同様の瞬間的な電圧サージが発生する可能性があります。
製品の落雷保護に対する耐性を効果的に検証するために、IEC はさまざまな製品に対して落雷試験仕様 (IEC-61000-4-5) を設定しています。表 XNUMX にさまざまな製品の仕様を示します。
雷の波形やエネルギーを模擬するため、試験方法は主に開放電圧（図XNUMX参照）と短絡電流（短絡電流、図XNUMX参照）のXNUMX種類に分けられます。
図XNUMX 雷試験方法XNUMX：開放電圧
図XNUMX 落雷試験方法XNUMX：短絡電流
落雷試験項目は主に電源活線（L）、接地線（N）、安全接地線（E）の各種組み合わせ試験を実施します。
主要なテスト項目は XNUMX つあり (L→E、N→E、L&N→E、L→N)、一般的な設計上の考慮事項に基づいて、コモン モード (Common Mode) と差動モード (Differential Mode) の XNUMX つのカテゴリに分類されます。
A. L→E、N→E、L&N→E テストはコモン モード (コモン モード) に属します。
B. L→N テストは差動モードに属します (差動モード)
図 XNUMX に示すように、落雷試験中のコモン モードとディファレンシャル モードの経路は次のとおりです。
図 XNUMX コモンモードとディファレンシャルモードの落雷試験経路図
コモンモード落雷対策：
コモンモード雷エネルギーの放電経路 (図 XNUMX の緑色の線を参照) では、まず、安全距離が不十分なために雷フラッシュオーバーやコンポーネントの損傷を引き起こす可能性がある一次側と二次側の経路を考慮します (変圧器/フォトカプラ/Y キャップ)。これら XNUMX つのコンポーネントの選択と設計リファレンスは次のとおりです。
1. 変圧器: 変圧器は一次コンポーネントと二次コンポーネントにまたがるため、動作電圧に応じて異なる安全距離要件があります。一般に、クラス B が使用されます。コンポーネント自体は、一次コンポーネントと二次コンポーネントの Hi-POT 3000Vac に合格する必要があります。フィートの距離と、コア間の距離と巻線の各層のテープの数が絶縁強度を満たしているかどうかに特に注意を払う必要があります。
2. フォトカプラ: コンポーネント自体の距離は安全規制の要件を満たしている必要があり、距離不足の問題を避けるために、レイアウト中にコンポーネントの下に跡が残らないようにする必要があります。
3.Y-Cap: 高周波かつ低インピーダンスのコンポーネントであるという独自の特性があり、コモンモード落雷がテストされると、エネルギーは Y-Cap によって設定されたパスを素早く通過するため、半導体コンポーネント (PWM) のレイアウトIC、TL431、OP …) コンポーネントへの損傷を避けるために、GND パターンは Y キャップの雷エネルギーの放電経路を避ける必要があります。
ディファレンシャルモード落雷対策：
落雷エネルギーの流れる経路は主にブリッジ整流器前のLループとNループであり、主な対策としては、バリスタ（MOV）やスパークギャップ（落雷管）などがエネルギーを吸収し抑制することとなります。電源に流れ込むのを防ぎます。
1. サーミスタ (NTC): L または N の経路に直列に接続すると、ループのインピーダンス値が増加し、それによって電源に入る電流エネルギーが減少します。
2.MOV (Metal Oxide Varistor): 金属酸化物またはサージアブソーバーで、通常 L と N に並列に接続されます。部品自体はハイインピーダンス部品であり、通常の状況では損失はなく、わずかな損失のみです。落雷による瞬間的な高電位が電源入力端子に侵入し、MOVのコラプス電圧を超えると、電圧を抑える動作を行い、MOV自体に瞬間的な立ち上がり電流を流してエネルギーを吸収し、落雷のエネルギーが電源自体に入る。
3.スパークギャップまたはガス放電管：コモンモードインダクタの同じ一次側の両端に並列に使用すると、瞬間高電位がコイルの両端で定格電圧を超えると、落雷に対する保護動作原理が作動します。コモンモードインダクタ この時、不活性ガスによりスパークギャップがアーク放電を発生させ、サージのエネルギーを抑え、電源への多量のエネルギーの侵入を防ぎます。
4. 銅箔パターンをジグザグに配置し、両端間の距離を約 1mm に設計します コモンモードインダクタの両端間の電圧差が大きすぎると、チップ放電が発生し、エネルギーが放出されます。 。
上記の設計上の考慮事項に加えて、レイアウトで感電に対する保護を実現する方法も重要な部分です。
1. 図 XNUMX に示すアース線の処理
A. 一次側部分のグラウンドの配置順序は、大容量コンデンサのグラウンド→電流センサー→Y-Cap→一次側トランス補助巻線Vcc コンデンサのグラウンド→PWM IC周辺部品のグラウンド→PWM ICのグラウンドとなります。
B. 二次側部分: TL431 のグランドは XNUMX 段目の出力コンデンサのグランドに接続されています。
C. 二次側 Y キャップの出力ピンは二次側トランスのグランドに接続されます。
図XNUMX アース線の取り扱い方法
2. プラス側の高電圧部分の処理を図 6 に示します。
A. 2.5本の線LとNの間の距離が4mm以上、Eからの距離が4mm以上あります。
B. 高圧銅箔と低圧銅箔間の安全な距離は 1.5mm 以上です。
C. 一次側と二次側の距離が6mm以上ある。
