标准浪涌测试波形对比解析

    电子产品常用的浪涌测试波形有多不同浪涌波形的主要区别在于能量、持续时间和模拟的物理现象（如直击雷、感应雷、开关操作，抛负载），用于在实验室针对特定端口（电源/信号）和标准测试设备（如SPD）抵抗相应威胁的能力。常用浪涌测试波形列表如下，以下详细解析说明。

  上海雷卯实验室可以提供:抛负载，10/1000μs，8/20μs，1.2/50μs，10/700μs, 5/320μs免费摸底测试。

波形	物理含义	核心应用场景	测试对象
8/20μs	设备端感应雷电流	电源/信号端口防护、二级SPD测试	SPD的 In/Imax
1.2/50μs	开路电压应力	设备绝缘耐受测试、组合波电压分量	设备耐压能力
10/350μs	直击雷部分雷电流	建筑物入口一级防护	SPD的 Iimp (冲击电流)
10/700μs	千米通信线感应浪涌电压	电话/以太网端口抗扰度测试	通信接口耐压
5/320μs	通信线浪涌电流	通信SPD泄流能力测试	通信SPD能量耐受
10/1000μs	工业长持续时间能量应力	SPD热稳定性验证、电力系统后备保护	极端能量耐受能力
抛负载	汽车电子设备过压耐受力	汽车发电机断载，汽车ECU/传感器电源防护	车载电子过压保护能力

 

 

 一. 8/20 μs 波形 (电流波形 - Current Wave)

 

  8/20 μs 波形:波前时间（从10%峰值上升到90%峰值）约为 8 μs，半峰值时间（从波前沿峰值点下降到50%峰值）约为 20 μs。波形图如下：

  模拟：感应雷击、开关操作（如电容投切）在电源/信号线上感应的电流脉冲。
 

  测试:侧重SPD的标称放电电流（In） 和 最大放电电流（Imax）（IEC 61643-11）。电源端口浪涌抗扰度测试（IEC 61000-4-5，组合波中的电流部分）。

  特点：上升快，持续时间相对较短。能量中等。是应用最广泛的浪涌电流测试波形。
 

  典型应用：低压配电系统SPD（Type 2）、电子设备电源入口防护。
 

 

二. 1.2/50μs 波形 (电压波形 - Voltage Wave)

 

 

    1.2/50μs 本身是一个开路电压波形，更常用的是组合波发生器 (Combination Wave Generator - CWG)。CWG 在开路时输出 1.2/50μs 电压波，在短路时输出 8/20μs 电流波。当连接到被测设备时，实际的电压和电流波形由发生器的内阻和设备的阻抗共同决定。
 

   1.2/50 μs波形：波前时间1.2μs（电压从峰值的 10% 升至 90% 所需时间），半峰时间 ：50μs（电压从峰值衰减至 50% 所需时间）。
 

  模拟: 主要模拟感应雷和开关操作引起的过电压威胁。
 

  测试:设备绝缘耐压性能（如安规测试）；浪涌抗扰度测试（IEC 61000-4-5）的核心波形，考核设备端口抗过电压能力；SPD的电压保护水平（Up）。
 

  特点: 电压波形上升相对较慢（1.2μs），持续时间中等（50μs）。组合波测试更贴近实际，因为设备端口既不是纯开路也不是纯短路。
 

  典型应用：家电、工业设备、电源模块的EMC测试。
 

 

三.10/350μs 波形 (电流波形 - Current Wave)

  10/350us波形：是典型雷电击穿大地的雷电流曲线，是雷电直接袭击电力线和避雷针的雷电流曲线，这是一个长波头、长持续时间的大电流波形，我们一般称直击雷波形：波前时间约为10 μs，半峰值时间约为350 μs。

 

  模拟：模拟直击雷通过外部防雷系统LPS（如避雷针、引下线、接地网）泄放的部分雷电流,能量极大。
 

  测试: 浪涌保护器（SPD）的冲击电流（Iimp）测试，这是10/350us波形最核心的应用。Iimp参数用于评估SPD（通常是第一级防护）承受直击雷部分雷电流单次冲击的能力。是衡量SPD泄放巨大直击雷能量的关键指标。这是评估SPD承受极高能量雷电流冲击能力的严酷测试。雷电防护分区（LPZ）的入口点防护（一级防护）：安装在建筑物总配电柜或入户处的SPD必须通过Iimp（10/350us）测试，以应对最严酷的直击雷威胁。
 

  特点: 能量极大（相同峰值下能量约等于8/20μs波形的能量20倍），持续时间长（350μs）。代表了最严酷的雷击威胁。
 

  典型应用：建筑物总配电柜Type 1 SPD（如避雷针引下线附近）。
 

 

四. 10/1000μs 波形 (电流波形 - Current Wave)

  10/1000μs 波形：波前时间约为10 μs，半峰值时间约为 1000 μs (1 ms)。
 

模拟：主要模拟电力系统中的操作过电压，特别是持续时间较长的开关事件（如变压器的励磁涌流、长输电线路的开关操作、故障清除等）产生的过电流。也用于模拟某些感应雷的长尾效应。
 

 

  测试：SPD/设备在长时间浪涌下的热稳定性（是否过热烧毁）；电力设备（如变压器、断路器）的绝缘强度验证。
 

  特点: 上升相对较慢（与8/20us比），但持续时间非常长（1000μs vs 20μs）。因此，总能量非常大。对器件和SPD的热应力考验更严峻。
 

  典型应用：高压设备测试、特定行业标准（如电信电源SPD）。
 

 

五. 10/700μs 波形 (电压波形 - Voltage Wave / Combination Wave)

 

   通常指开路电压波形或组合波（开路电压10/700μs，短路电流5/320μs - 见6）。
 

  10/700μs波形：波前时间约为 10 μs，半峰值时间约为 700 μs。
 

 

  模拟:  主要模拟感应雷击在长距离通信线路（如电话线、数据线）上产生的浪涌电压。长距离线路的分布电感和电容导致浪涌上升和下降变缓。
 

  测试: 是通信线路端口浪涌抗扰度测试（IEC/EN 61000-4-5, GB/T 17626.5）的标准波形之一（另一个是1.2/50(8/20)组合波）。 通信线SPD（如RJ45、电话接口防护器）的性能考核。
 

  特点：上升时间10μs与10/350us相同，但半峰值时间更长（700μs）。其总能量也很大，但通常电压较高，电流相对较低（因为通信线路阻抗通常比电源线高）。
 

  典型应用：网络设备、基站、安防系统的信号线防护。
 

 

六. 5/320μs 波形 (电流波形 - Current Wave)

  这是与10/700μs电压波形配对的短路电流波形（在组合波发生器中，当输出端短路时产生）。
 

    5/320μs波形：波前时间约为5 μs，半峰值时间约为 320 μs。
 

  模拟:与10/700μs电压波对应，模拟通信线路短路时（或低阻抗负载时）可能流过的浪涌电流特性。
 

  测试: 在测试通信线路浪涌保护器时，会使用10/700μs(开路电压) / 5/320μs(短路电流)组合波来评估其性能。核心是测试SPD在通信线路上泄放这种特定波形浪涌的能力。
 

 

  特点: 电流波形，上升时间5μs，半峰值时间320μs。能量特性介于8/20μs和10/350μs之间，但专门针对通信线场景。
 

 

七. 抛负载（Load Dump）

  汽车电子专属！发电机运行时，若电池连接突然断开（如腐蚀松脱），发电机励磁磁场崩溃产生高压脉冲。
 

  波形特点：（ISO 7637-2 / ISO 16750-2）,参考下表，抛负载测试参数和5A,5B 波形。
 

   电压峰值：+65V ~ +101V（12V系统）或 +123V ~ +202V（24V系统）
 

  上升时间：5ms ~ 10ms; 波长时间：40ms ~ 400ms
 

  内阻：0.5Ω ~ 4Ω（能量巨大，可达数百焦耳）。
 

  测试：汽车电子设备（ECU、传感器）的过压耐受能力和保护电路有效性；考核抛负载保护器（TVS/压敏电阻）的能量吸收能力。
 

 

  与浪涌核心区别：
 

  抛负载是毫秒级（ms），浪涌是微秒级（μs）；抛负载能量远超雷击浪涌（10/350μs除外）。
 

  应用场景：内燃机车辆的电源系统
 

 

总结与对比表

波形参数	主要类型	模拟威胁	主要测试应用侧重点	能量特点	关键标准/应用场景
8/20μs	电流波	感应雷、开关操作 (电流)	SPD In, Imax (电流泄放能力)	能量中等	SPD测试 (IEC 61643-11)
1.2/50μs	电压波	感应雷、开关操作 (电压)	设备绝缘/浪涌抗扰度 (IEC 61000-4-5)	电压波形	设备端口抗扰度测试
组合波	V & I	感应雷、开关操作 (综合)	设备浪涌抗扰度 (IEC 61000-4-5), SPD Up (部分)	由阻抗决定	设备端口抗扰度测试 (常用)
10/350μs	电流波	直击雷 (部分电流)	SPD Iimp (一I级, 极高能量承受力)	能量极大	建筑物入口 SPD (Type 1)
10/1000μs	电流波	长持续时间操作过电压	SPD/设备长波耐受、热稳定性	能量大 (长持续期)	电力系统、特定行业标准
10/700μs	电压波	通信线感应浪涌 (电压)	通信端口设备抗扰度/SPD	电压波形 (慢升, 长持续)	通信线端口测试 (IEC 61000-4-5)
5/320μs	电流波	通信线感应浪涌 (电流)	通信线路 SPD 测试 (配对10/700μs)	能量中等偏高 (通信线特性)	通信线 SPD 测试

 

  能量等级: 抛负载＞10/350μs > 10/1000μs ≈ 5/320μs > 8/20μs > 组合波(1.2/50+8/20) ≈ 10/700μs (不同类型比较需谨慎，但10/350绝对是能量王者)。
 

选择哪种波形进行测试，取决于设备所处的环境、可能遭受的威胁类型（是感应雷为主还是可能有直击雷威胁？是电源端口还是通信端口？）以及需要满足的具体产品标准要求。理解这些波形的区别对于正确选择和使用浪涌保护器、设计设备防护方案以及解读测试标准至关重要。
 

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