長(cháng)沙容測電子有限公司
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閱讀：171發(fā)布時(shí)間：2024-11-21
大部分電子產(chǎn)品需要通過(guò)電快速瞬變脈沖群（EFT）和靜電放電（ESD）等項目的標準測試。EFT和ESD是兩種典型的突發(fā)干擾，EFT信號單脈沖的峰值電壓可高達4kV，上升沿5ns。接觸放電測試時(shí)的ESD信號的峰值電壓可高達8kV，上升時(shí)間小于1ns。這兩種突發(fā)干擾，都具有突發(fā)、高壓、寬頻等特征。
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。
這種試驗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。此波形不是感性負載斷開(kāi)的實(shí)際波形（感性負載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾幅度是遞增的），而實(shí)驗所采用的波形使實(shí)驗等級更為嚴酷。 電快速脈沖群是由間隔為300ms的連續脈沖串構成，每一個(gè)脈沖串持續15ms，由數個(gè)無(wú)極性的單個(gè)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2.5KHz（對4KV測試等級）或5KHz（對其他等級）。根據傅立葉變換，它的頻譜是從5K--100M的離散譜線(xiàn)，每根譜線(xiàn)的距離是脈沖的重復頻率。對 電源端 子選擇耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )施加干擾，耦合電容為33 nF。對I/0信號、數據和控制端口選擇專(zhuān)用容性耦合夾施加干擾，等效藕合電容約為50-200 pF。
針對電源線(xiàn)試驗的措施
解決電源線(xiàn)干擾問(wèn)題的主要方法是在電源線(xiàn)入口處安裝電源線(xiàn)濾波器，阻止干擾進(jìn)入設備?？焖倜}沖通過(guò)電源線(xiàn)注入時(shí)，可以是差模方式注入，也可以是共模方式注入。對差模方式注入的一般可以通過(guò)差模電容（X電容）和電感濾波器加以吸收。若注入到電源線(xiàn)上的電壓是共模電壓，濾波器必須能對這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設備順利通過(guò)試驗。下面是用濾波器抑制電源線(xiàn)上的電快速脈沖的方法。
(1) 設備的機箱是金屬的：
這種情況是最容易的。因為機箱是金屬的，它與地線(xiàn)面之間有較大的雜散電容，能夠為共模電流提供比較固定的通路。這時(shí)，只要在電源線(xiàn)的入口處安裝一只含有共模濾波電容的電源線(xiàn)濾波器，共模濾波電容就能將干擾旁路掉，使其回到干擾源。由于電源線(xiàn)濾波器中的共模濾波電容受到漏電流的限制，容量較小，因此對于干擾中較低的頻率成分主要依靠共模電感抑制。另外，由于設備與地線(xiàn)面之間的接地線(xiàn)具有較大的電感，對于高頻干擾成分阻抗較大，因此設備接地與否對試驗的結果一般沒(méi)有什么影響。除了選擇高頻性能良好的濾波器以外，在安裝濾波器時(shí)，注意濾波器應靠近金屬機箱上的電源入口處，防止電源線(xiàn)二次輻射造成的干擾。
(2) 設備機箱是非金屬的：
如果設備的機箱是非金屬的，必須在機箱底部加一塊金屬板，供濾波器中的共模濾波電容接地。這時(shí)的共模干擾電流通路通過(guò)金屬板與地線(xiàn)面之間的雜散電容形成通路。如果設備的尺寸較小，意味著(zhù)金屬板尺寸也較小，這時(shí)金屬板與地線(xiàn)面之間的電容量較小，不能起到較好的旁路作用。在這種情況下，主要靠電感發(fā)揮作用。此時(shí)，需要采用各種措施提高電感高頻特性，必要時(shí)可用多個(gè)電感串聯(lián)。
針對信號線(xiàn)試驗應采取的措施
快速脈沖通過(guò)信號/控制線(xiàn)注入時(shí)，由于是采用容性耦合夾注入，屬共模注入方式。
(1) 信號電纜屏蔽：
從試驗方法可知，干擾脈沖耦合進(jìn)信號電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來(lái)，并且接地。因此，用電纜屏蔽的方法解決電快速脈沖干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗中的參考地線(xiàn)面可靠連接。如果設備的外殼是金屬的并是接地的設備，這個(gè)條件容易滿(mǎn)足。當設備的外殼是金屬的，但是不接地時(shí)，屏蔽電纜只能對電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用，這是通過(guò)金屬機殼與地之間的雜散電容來(lái)接地的。如果機箱是非金屬機箱，則電纜屏蔽的方法就沒(méi)有什么效果。
(2) 信號電纜上安裝共模扼流圈：
共模扼流圈實(shí)際是一種低通濾波器，只有當電感量足夠大時(shí)，才能對電快速脈沖群有效果。但是當扼流圈的電感量較大時(shí)（往往匝數較多），雜散電容也較大，扼流圈的高頻抑制效果降低。而電快速脈沖波形中包含了大量的高頻成分。因此，在實(shí)際使用時(shí)，需要注意調整扼流圈的匝數，必要時(shí)用兩個(gè)不同匝數扼流圈串聯(lián)起來(lái)，兼顧高頻和低頻的要求。
(3) 信號電纜上安裝共模濾波電容：
這種濾波方法比扼流圈具有更好的效果，但是需要金屬機箱作為濾波電容的地。另外，這種方法會(huì )對差模信號有一定的衰減，在使用時(shí)需要注意。
(4) 對敏感電路局部屏蔽：
當設備的機箱為非金屬機箱，或者電纜的屏蔽和濾波措施不易實(shí)施時(shí)，干擾會(huì )直接耦合進(jìn)電路。這時(shí)只能對敏感電路進(jìn)行局部屏蔽。屏蔽體應該是一個(gè)完整的六面體。
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