电磁兼容系列总结之:电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

EMC/EMI设计

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描述

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.4(等同于国际标准IEC61000-4-4)

电快速瞬变脉冲群的产生与危害

实践表明,电路中机械开关对感性负载的切换,经常会对电路中的其它电气和电子设备产生干扰,经研究,这种干扰的特点是脉冲成群出现,脉冲重复频率较高,脉冲波形的上升时间短暂,但单个脉冲的能量较小,一般不会造成设备故障,但使设备产生误动作的情况经常可见。脉冲群干扰之所以会造成设备的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体器件结电容的充电,当结电容上的能量累积到一定程度时,便会引起设备的误动作。

标准模拟电网中机械开挂对感性负载切换时引起的干扰,可完成对电气和电子设备在抗击电快速瞬变脉冲群性能方面的考核。

脉冲群干扰是加在电源线与地之间,所以该试验的本质是共模试验。

脉冲群的测试标准

EFT抗扰度是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口并观察被测设备在遭受这些脉冲干扰时对原有性能保持程度的一种测试。试验的目的就是为了检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。通过测试对电气和电子设备在受到重复性快速瞬变脉冲群干扰时的性能进行评定。

脉冲群

脉冲群发生器及测试环境介绍

脉冲群

脉冲群

脉冲群发生器的基本线路和输出波形

电源线耦合/去耦网络

该网络线路提供给了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力,这里所谓不对称干扰,是指线与大地之间的干扰。

脉冲群

电源线耦合/去耦网络线路

电容耦合夹

耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其它部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。受试线路(信号线)的电缆放在耦合夹的上下两块耦合板之间,耦合夹本身应尽可能地合拢,以提供电缆和耦合夹之间的最大耦合电容。通过耦合夹施加的干扰仍是共模性质的。

脉冲群

电容耦合夹的结构

产品的脉冲群防护设计

① 脉冲群抗扰度试验是所有抗扰度试验中比较难通过的一种,同时又是一种重复性和可比性比较差的一种试验。

② 脉冲群抗扰度试验是抗共模干扰试验,这就决定了在处理干扰时须采用针对共模干扰有效的措施。比如:电源入口的X电容对EFT干扰是没有抑制作用的,如果设备是金属外壳,Y电容会起作用,将高频EFT旁路到外壳上面,然后通过设备外壳和参考地间的分布电容回到信号源,从而不会进入电路。

③ EFT干扰在传输过程中,部分通过传输线进入受试设备(传导发射);部分要从线上溢出,成为辐射信号进入受试设备(辐射发射)。因此,受试设备受到的干扰实际上是传导与辐射的结合。传导和辐射的比例和电源线的长度有关,线路越短,传导成分越多,而辐射比例越小;反之,辐射比例就大。这正是同等条件下,为什么金属外壳的设备要比非金属外壳设备更容易通过测试的道理,因为金属外壳的设备抗辐射干扰能力较强。

④ 脉冲群干扰传导的量占大部分,可控可观,所以针对脉冲群干扰来说,最通用的抑制办法主要采用滤波(电源线和信号线的滤波)及吸收(用铁氧体磁芯来吸收)。其中采用铁氧体磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效。而辐射的量可以通过改变传输线缆的位置尽量的减小或增加屏蔽,辐射的可控和可观性非常差,只能在同等条件下作比较试验。

审核编辑:汤梓红

 

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