1. Objectivos principais da ligação RC
1.1 Requisitos de compatibilidade electromagnética (CEM)
- Supressão de ruído de alta frequência: Fornece um caminho de baixa impedância para ruído acima de 30MHz (função de condensador)
- Isolamento de baixa frequência: Bloqueia as interferências eléctricas de 50Hz (caraterística de alta resistência)
- Parâmetros típicos: condensador de 1-100nF/Y + resistência de 1-2MΩ
1.2 Requisitos de proteção de segurança
- Descarga ESD: A resistência de 1MΩ cumpre a norma IEC61000-4-2 (descarrega 2kV estáticos em ≤10 segundos)
- Controlo da corrente de fuga: Limita a corrente a ≤0,1mA (em conformidade com UL1950)
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2. Principais funções e seleção de condensadores
2.1 Gestão do ruído de alta frequência
- Seleção do condensador Y:
- Dispositivos médicos: Dar prioridade à classe Y1 (tensão de resistência de 8kV)
- Eletrónica de consumo: Classe Y2 (5kV) para um melhor desempenho em termos de custos
- Impacto da capacitância:
- Condensador de 1nF: impedância de ~3,2MΩ a 50Hz (isolamento efetivo)
- Condensador de 100nF: impedância de ~0,016Ω a 100MHz (caminho de baixa impedância)
2.2 Isolamento de tensões perigosas
- Normas de segurança:
- Isolamento reforçado: ≥2,5kV de tensão de resistência (IEC62368-1)
- Distância de fuga: ≥6mm (sistemas de 220VAC)
3. Resistência Conceção dos mecanismos de proteção
3.1 Proteção ESD
| Parâmetro | Valor padrão | Norma de ensaio |
|---|
| Resistência | 1MΩ±5% | IEC61000-4-2 |
| Tempo de descarga | ≤10 segundos | Descarga de contacto de 2kV |
| Coeficiente de temperatura | ≤50ppm/℃ | JEDEC JESD22 |
3.2 Proteção de limitação de corrente
- Quando o chassis tem 1kV estático:
- Corrente de ligação direta: Teórica ∞ (perigosa)
- Corrente da resistência de 1MΩ: 1mA (intervalo seguro)
4. Práticas de engenharia e verificação de ensaios
4.1 Esquema de ligação típico
PCB_GND ────┬──── 1MΩ ──────┬──── EGND
│ │
└── 100nF/Y2 ───┘
4.2 Principais itens de teste
- Teste de tensão suportável: 3kVAC/60s (entre GND e EGND)
- Emissão radiada: Banda 30MHz-1GHz (deve ser <30dBμV/m)
- Teste ESDDescarga de contacto: ±8kV (critérios de classe A)
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5. Aplicações e otimização na indústria
5.1 Seleção de parâmetros por aplicação
| Aplicação | Tipo de condensador | Valor da resistência | Requisitos especiais |
|---|
| Médico | Y1/10nF | 2MΩ | Conformidade com a norma IEC60601-1 |
| Industrial | Y2/47nF | 1MΩ | Proteção reforçada contra sobretensões |
| Consumidor | X7R/1nF | 1.2MΩ | Otimização de custos |
5.2 Melhoria da fiabilidade
- Solução avançada: Díodo TVS paralelo (por exemplo, SMBJ15CA)
- Otimização do layout: Utilizar a embalagem 0201 para poupar espaço na placa de circuito impresso 30%
A ligação resistência-capacitor consegue um equilíbrio entre o isolamento de segurança e o desempenho EMC através de uma conceção precisa dos parâmetros (1MΩ+100nF é a combinação ideal). Na conceção real, é necessário otimizar de forma abrangente com base em normas de segurança (como a IEC62368), dados de teste e factores de custo. Esta solução tornou-se uma prática corrente em domínios como a eletrónica de consumo e o equipamento médico.