浪涌测试标准IEC 61000-4-5简介

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什么是浪涌

浪涌，又称为“突波”，是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。

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产生浪涌的原因

1. 雷电活动：雷电是产生浪涌的主要原因之一。当雷电击中电力线、电话线、天线等导体时，会在这些导体内产生瞬间的高电压和大电流，从而引发浪涌。

2. 电力系统故障：例如短路、断路、过载等故障，会导致电力系统中的电压和电流发生突然变化，产生浪涌。

3. 开关操作：电器设备的开关操作，如开关电源、电动机启动和停止等，也可能导致电流的突变，引发浪涌。

4. 感性负载启动：电动机、变压器等感性负载在启动时，会产生较大的感应电动势，从而引发浪涌。

5. 电磁干扰：附近的电磁辐射源，如无线电发射塔、手机基站等，可能会对电力系统产生电磁干扰，导致浪涌的产生。

浪涌是一种瞬间过电压，可能会对芯片造成损害。浪涌会在芯片中产生瞬间的高电流和高电压，这可能会导致芯片中的电路烧毁或损坏。此外，浪涌还可能会导致芯片中的数据丢失或损坏，从而影响芯片的正常工作。因此，对于一些对电压敏感的芯片，如微控制器、传感器和存储器等，需要采取浪涌保护措施，以确保芯片的可靠性和稳定性。

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浪涌测试标准

IEC 61000-4-5

该协议定义了由切换的过电压和雷击瞬变导致的单向电涌的多个试验等级与不同的环境和安装条件，涉及抗扰度要求、试验方法、设备推荐的。

该标准的目标是为了评估电气和电子设备抗浪涌扰度的能力，确定说明系统防止特定现象抗扰度的通用试验方法。

标准标准定义了：

试验级别的范围；

试验设备；

试验设置；

试验程序。

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如何模拟浪涌

主要模拟电源系统切换瞬间和雷电瞬间产生的浪涌：

电源系统切换瞬态可以分成与以下几方面有关的瞬态：

主电源系统切换扰动，例如：电容器组的切换；

配电系统中的小型本地切换活动或负载变更；

与切换装置相关的谐振电路（例如：晶闸管、晶体管）；

各种系统故障，例如：安装的接地系统出现短路故障和电弧故障。

雷击产生电涌电压的主要原理如下：

直接雷击于外部电路（户外）,注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生电压；

间接雷击放电（即云层间或云层内放电，或放电到产生电磁场的靠近物体）导致建筑物内部和/或外部的导体产生电压/电流；

附近直接对地放电的雷击入地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。

防雷装置运行导致的电压和电流流动快速变化会引发相邻设备内的电磁扰动。

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浪涌测试等级

级别	开路试验电压 kV
	线路至线路	线路至接地 b
1	---	0.5
2	0.5	1
3	1	2
4	2	4
X a	专用	专用

a. "X"可为任何级别，高于、低于其他级别或介于其他级别之间。等级应在专用设备规范中进行规定。

b. 针对对称互连线路，只要考虑到接地（即：线路至接地）,则可以同时对多个线路进行试验。

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浪涌测试电压波形

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6.1

1.2/50 µs 和 8/20 µs 的波形参数的定义

	波前时间Tf µs	持续时间Td µs
开路电压	T(f) = 1.67 × T = 1.2 ± 30%	T(d) = T(w)= 50 ± 20%
短路电流	T(f) = 1.25 × T(r)= 8 ± 20%	T(d) = 1.18 × T(w)= 20 ± 20%

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6.2

峰值开路电压与峰值短路电流之间的联系

发生器输出处的 开路峰值电压 ± 10 %	发生器输出处的 短路峰值电流 ± 10 %
0.5 kV	0.25 kA
1.0 kV	0.5 kA
2.0 kV	1.0 kA
4.0 kV	2.0 kA

“

6.3

发生器输出处的开路电压 (1.2/50 µs) 的波形

波前时间：T(f) = 1.67 × T = 1.2 µs ± 30%

持续时间：T(d) = T(w) = 50 µs ± 20%

注：数值1.67是0.9与0.3阈值之间的差异的倒数。

“

6.4

发生器输出处的短路电流 (8/20 µs) 的波形

波前时间：T(f) = 1.25 × T(r) = 8 µs ± 20%

持续时间：T(d) = 1.18 × T(w) = 20 µs ± 20%

注1：数值25是0.9与0.1阈值之间的差异的倒数。

注2：数值1.18从经验数据而得出。

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Surge测试设备

图为芯朴科技浪涌测试环境

芯朴科技致力于高性能高品质射频前端芯片模组研发，产品广泛应用于手机、物联网模块、智能终端等多个领域组成的海量市场。公司的使命和愿景是为客户提供简单极致易用的射频前端解决方案。