長(cháng)沙容測電子有限公司
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閱讀：25發(fā)布時(shí)間：2024-11-18
電快速瞬變脈沖群是由電感性負載（如繼電器、接觸器產(chǎn)生的傳導干擾、高壓開(kāi)關(guān)切換產(chǎn)生的輻射干擾等）在斷開(kāi)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開(kāi)處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。當電感性負載多次重復開(kāi)關(guān)，則脈沖群又會(huì )以相應的時(shí)間間隙多次重復出現。這種暫態(tài)騷擾能量較小，一般不會(huì )引起設備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì )對電子、電氣設備的可靠工作產(chǎn)生影響。
電快速速變脈沖群試驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類(lèi)暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。重復快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設備的電源端口、信號和控制端口的試驗。試驗的要點(diǎn)是瞬變的短上升時(shí)間、重復率和低能量。下面我們來(lái)看看電快速速變脈沖群試驗的介紹。
1.實(shí)驗的目的
電快速瞬變脈沖群EFT試驗的目的是驗證電子設備機械開(kāi)關(guān)對電感性負載切換、繼電器觸點(diǎn)彈跳、高壓開(kāi)關(guān)切換等引起的瞬時(shí)擾動(dòng)的抗干擾能力。這種試驗方法是一種耦合到電源線(xiàn)路、控制線(xiàn)路、信號線(xiàn)路上的由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群試驗。容易出現問(wèn)題的場(chǎng)合有電力設備或監控電網(wǎng)的設備、使用在工業(yè)自動(dòng)化上面的設備、醫療監護等檢測微弱信號設備。
EFT的特點(diǎn)是上升時(shí)間快，持續時(shí)間短，能量低，但具有較高的重復頻率。EFT一般不會(huì )引起設備的損壞，但由于其干擾頻譜分布較寬，會(huì )對設備正常工作產(chǎn)生影響。其干擾機理為EFT對線(xiàn)路中半導體結電容單向連續充電累積，引起電路乃至設備的誤動(dòng)作。
1）電快速瞬變脈沖群試驗及相關(guān)要求不同的電子、電氣產(chǎn)品標準對EFT抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標準關(guān)于EFT抗擾度試驗大多都直接或間接引用國家標準GB/T17626.4（國際標準IEC61000-4-4）這一電磁兼容基礎標準，并按其中的試驗方法進(jìn)行試驗。下面就簡(jiǎn)要介紹一下該標準的內容。
2）信號發(fā)生器(脈沖群發(fā)生器)和試驗波形
a）信號發(fā)生器（脈沖群發(fā)生器）
其中，U為高壓直流電源，Rc為充電電阻，Cc為儲能電容，Rs為內部的放電電阻，Rm為阻抗匹配電阻，Cd為隔直電容，R0為外部的負載電阻，Cc的大小決定了單個(gè)脈沖的能量，Cc和Rs的配合決定了脈沖波的形狀（特別是脈沖的持續時(shí)間），Rm決定了脈沖群發(fā)生器的輸出阻抗（標準規定是50Ω），Cd則隔離了脈沖群發(fā)生器輸出波形中的直流成分，免除了負載對脈沖群發(fā)生器工作的影響。
b）實(shí)驗波形
試驗發(fā)生器性能的主要指標有三個(gè)：?jiǎn)蝹€(gè)脈沖波形、脈沖的重復頻率和輸出電壓峰值。IEC 61000-4-4要求試驗發(fā)生器輸出波形應如圖1，2所示。
EFT是由間隔為300ms的連續脈沖串構成，每一個(gè)脈沖串持續15ms，脈沖波形組成，單個(gè)脈沖的上升沿5ns，持續時(shí)間50ns，重復頻率5kHz和100kHz。為了保證5kHz和100kHz注入的能量具有等效性，當用100kHz的重復頻率代替5kHz時(shí)，EFT的持續時(shí)間從15ms縮減到0.75ms。傳統上使用5kHz的重復頻率，然而100kHz更接近實(shí)際情況。在電力上一般要求為100kHz。
受試設備的被試驗部分主要包括設備的供電電源端口，保護接地，信號和控制端口。
圖4 脈沖群試驗等級
需要注意，并不是信號和控制信號在相同測試等級下信號發(fā)生器輸出電壓就比對電源測試的電壓要低，實(shí)際信號發(fā)生器輸出的信號幅度是一致的，是由負載阻抗決定的。信號線(xiàn)一般阻抗為50歐，信號發(fā)生器內有50串接電阻。所以信號測量電壓應為0.5xVp（開(kāi)路）。此電壓可以正負偏差10%。
IEC 61000-4-4提供的耦合裝置有兩種：耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )和容性耦合夾。一般情況下，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )主要用于電源端口試驗，容性耦合夾主要用于I/O端口和通信端口試驗。
耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )的作用是將干擾信號耦合到受試設備并阻止干擾信號連接到同一電網(wǎng)中的不相干設備。
耦合脈沖干擾是通過(guò)33nF的電容，同時(shí)施加到L1、L2、L3、N、PE信號上。信號電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )的機殼相連,機殼則接到參考接地端子上。這表明脈沖群干擾實(shí)際上是加在電源線(xiàn)與參考地之間,即加在電源線(xiàn)上的干擾是共模干擾。
對于采用耦合夾的試驗來(lái)說(shuō),耦合夾能在受試設備各端口的端子、電纜屏蔽層或受試設備的其他部分無(wú)任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線(xiàn)路上。電容耦合夾的結構如圖？所示。試驗中受試線(xiàn)路的電纜放在耦合夾的上下兩塊耦合板之間,耦合夾本身應盡可能地合攏,以提供電纜和耦合夾之間的耦合電容。耦合夾與電纜之間的典型電容是50-200pf。
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