电快速瞬变脉冲群抗干扰度试验
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电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验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、控制端口、信号端口和接地端口的试验。
试验要点是瞬变的高幅值、短上升时间、高重复率和低能量。
本试验是为了验证电气和电子设备对于诸如来自切换瞬态过程(切断感性负载、继电器触点弹跳等)的各类型瞬变骚扰的抗扰度。
GB/T17626.4涉及电气和电子设备对重复性电快速瞬变的抗扰度要求和试验方法,此外,还规定试验等级的范围,确认了试验程序。
目的是为评估电气和电子设备的电源端口、信号、控制和接地端口在受到电快速瞬变(脉冲群)干扰时的性能确定一个共同的能再现评定依据。
1、试验等级
2 1 5或者100 0.5 5或者100
3 2 5或者100 1 5或者100
4 4 5或者100 2 5或者100 ×特定特定特定特定
2、测试方法
电快速瞬变脉冲群测试试验配置示意图
3、试验判定
试验结果应依据受试设备的功能丧失或性能降级进行分类。
相关的性能水平由设备的制造商或试验的需求方确定,或由产品的制造方和购买方双方协商同意。
建议按照如下要求分类:
A) 在制造商、委托方或采购方规定的限值内性能正常;
B) 功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预;
C) 功能或性能暂时丧失或降低,但需要操作者干预才能自行恢复;
D) 因设备硬件或软件损坏,或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1. 电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供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电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,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他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。
《EFT电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》《EFT电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》正文:电快速瞬变脉冲群抗扰度试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验[原创]电快速瞬变脉冲群抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验Electromagnetic compatibility----Testing and measurement techniques Electrical fast transient/burst immunity testGB/T17626.4-1999Idt IEC 61000-4-4:19941 范围本标准目的是为评估电气和电子的供电电源端口,信号和控制端口在受到重复性快速瞬变干扰时的性能确定一个共同的能再现的评定依据.本试验是为了验证电气和电子设备对诸如来自切换瞬态过程的各种类型瞬变骚扰的抗扰度2. 引用标准GB/T4365-1995 电磁兼容术语IEC68-1:1998 环境试验第1部分总则和导则3. 概述重复性快速瞬变试验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,信号和控制端口的试验4 定义4.1 EUT equipment under test受试设备4.2端口port受试设备的外部电磁环境的特殊接口4.3 EFT/B electrical fast transient /burst电快速瞬变脉冲群4.4 耦合coupling线路间的相互作用,将能量从一个线路传送到另一个线路4.5 耦合网络coupling network用于将能量从一个线路传送到另一个线路的电路4.6 去耦网络decoupling network用于防止施加到受试设备上的电快速瞬变电压影响其他不被试验的装置,或系统的电路4.7 耦合夹coupling clamp在与受试线路没有任何电连接的情况下,以共模形式将干扰信号耦合到受试线路的.具有规定尺寸和特性的一种装置4.8 接地平面ground plane一块导电平面,其电位用作公共参考电位4.9 电磁兼容性EMC设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力4.10 抗扰度immunity (to disturbance)装置,设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力4.11 降低degradation (of performance)装置,设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏差4.12 瞬态transient在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象,其变化时间小于所关注的时间尺度4.13 上升时间rise time脉冲瞬时值首次达到10%峰值时与随后达到90%峰值的瞬时之间的时间间隔4.14 脉冲群burst一串数量有限的清晰脉冲或一个持续时间有的振荡.5 试验等级表1中列出了对设备的供电电源,保护接地,信号的控制端口进行电快速瞬变试验时应优先采用的试验等级的范围.等级在供电电源端口,保护接地I/O信号数据和控制端口电压峰值KV 重复频率KHZ 电压峰值KV 重复频率KHZ1 05 5 0.25 52 1 5 0.5 53 2 5 1 54 4 2.5 2 5* 特定特定特定特定6.试验设备6.1试验发生器试验发生器的主要元件:高压源;充电电阻;储能电容器;放电器;脉冲持续时间;成形电阻;阻抗匹配电阻;隔直电容6.1.1快速瞬变脉冲群发生器的性能和特性开路输出电压范围:0.25KV~4KV在接50欧负载时的运行特性:最大能量:4mJ/脉冲极性: 正负极性输出型式:同轴输出动态源阻抗: 50欧发生器的隔直电容:10nF单个脉冲的上升时间:5ns脉冲持续时间:50ns脉冲群持续时间:15ms脉冲群周期: 300ms6.1.2 快速瞬变脉冲群发生器特性的校验6.2 交/直流电源端口的耦合/去耦网络特性参数:频率范围:1MHZ~100MHZ耦合电容:33nF耦合衰减:<2dB在不对称条件下的去耦衰减:>20dbB网络中每条线路和其他线路之间的串扰衰减:>30dB耦合电容的绝缘耐受能力:5KV6.3 容性耦合夹耦合夹能在与受试设备各端口的端子,电缆屏蔽层或受试设备的任何其他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耦合夹的耦合电容取决于电缆的直径,材料和屏蔽该装置由盖住受试线路电缆的夹板组成,并且应放置在面积最小为1m2的接地平面上,接地参考平面的周边至少应超出耦合夹0.1m耦合夹的两端应具有高压同轴接头,其任一端均可与试验发生连接,发生器应连接到耦合夹最接近受试设备的那一端.7. 试验布置7.1 试验设备接地参考平面;耦合装置;去耦网络;试验发生器7.2 在实验室进行型式试验的试验装置7.2.1 试验条件受试设备应该放在接地参考平面上,并用厚度为0.1m±0.01m的绝缘支座与之隔开若受试设备为台式设备,则受试设备应放置在接地参考平面上方0.8m±0.08m处接地参考平面应为一块厚度不小于0.25mm的金属板,也可以使用其他的金属材料,但它们的厚度至少应为0.65mm接地平面的最小尺寸为1m*1m,其实际尺寸取决于受试设备的尺寸接地参考平面的各边至少应比受试设备超过0.1m接地参考平面应与保护地相连接除了位于受试设备下方的接地参考平面外,受试设备和所有其他导电性结构之间的最小距离应大于0.5m应使用耦合装置施加试验电压,试验电压应耦合到受试设备和去耦网络之间的线路上或与试验试验有关的两个设备之间的线路上在使用耦合夹时,除了位于耦合夹和受试设备下方的接地平面外,耦合板和所有其他导电性结构之间的最小距离是0.5m耦合装置和受度设备之间的信号线和电源线的长度应不大于1m7.2.2 把试验电压耦合到受试设备的方法通过耦合/去耦网络直接耦合电快速瞬变脉冲群骚扰电压通过容性耦合夹把骚扰试验电压施加到I/O端口和通信端口7.3 安装后试验的试验配置7.3.1 对供电电源端子和保护接地端子的试验7.3.2 对I/O和通信端口的试验8.试验程序8.1试验室参考条件8.1.1气候条件-------环境温度: 15℃~35℃-------相对湿度: 25%~75%-------大气压力: 86Kpa~106Kpa8.2.1 电磁条件实验室的电磁条件应能保证EUT正常运行,使试验结果不受影响8.2 试验应根据试验计划进行试验,包括对技术规范所规定的受试设备性能的检验试验计划应该规定以下内容:将要进行的试验的类型试验等级试验电压的极性内部或外部发生器激励试验的持续时间,不少于1min施加试验电压的次数待试验的受试设备端口受试设备的典型工作条件依次对受试设备各端口或对同属于两个以上电路的电缆等施加试验电压的顺序辅助设备9 试验结果和试验报告。
快速脉冲群测试原理及对策快速瞬变脉冲群干扰机理1.实验的目的电快速瞬变脉冲群EFT试验的目的是验证电子设备机械开关对电感性负载切换、继电器触点弹跳、高压开关切换等引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验方法是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
容易出现问题的场合有电力设备或监控电网的设备、使用在工业自动化上面的设备、医疗监护等检测微弱信号设备。
2.干扰的特点EFT的特点是上升时间快,持续时间短,能量低,但具有较高的重复频率。
EFT一般不会引起设备的损坏,但由于其干扰频谱分布较宽,会对设备正常工作产生影响。
其干扰机理为EFT对线路中半导体结电容单向连续充电累积,引起电路乃至设备的误动作。
1)电快速瞬变脉冲群测试及相关要求不同的电子、电气产品标准对EFT抗扰度试验的要求是不同的,但这些标准关于EFT抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.4这一电磁兼容基础标准,并按其中的试验方法进行试验。
下面就简要介绍一下该标准的内容。
2)信号发生器和试验波形a)信号发生器其中,U为高压直流电源,Rc为充电电阻,Cc为储能电容,Rs为内部的放电电阻,Rm为阻抗匹配电阻,Cd为隔直电容,R0为外部的负载电阻,Cc的大小决定了单个脉冲的能量,Cc和Rs的配合决定了脉冲波的形状(特别是脉冲的持续时间),Rm决定了脉冲群发生器的输出阻抗(标准规定是50Ω),Cd则隔离了脉冲群发生器输出波形中的直流成分,免除了负载对脉冲群发生器工作的影响。
b)实验波形试验发生器性能的主要指标有三个:单个脉冲波形、脉冲的重复频率和输出电压峰值。
GB/T17626.4要求试验发生器输出波形应如图1,2所示。
EFT是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5kHz和100kHz。
为了保证5kHz和100kHz注入的能量具有等效性,当用100kHz的重复频率代替5kHz时,EFT的持续时间从15ms缩减到0.75ms。
电快速瞬变脉冲群电快速瞬变脉冲群抗扰度测试测试目的===电路中,机械开关对电感性负载的切换,通常会对同一电路的其他电气和电子设备产生干扰。
这类干扰的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个秒冲的能量较低。
实践中,因电快速瞬变秒冲群造成设备故障的几率较小,但使设备产生误动作的情况经常可见。
分类===电源端口的电快速瞬变脉冲群抗扰度测试//信号线、控制线的电快速瞬变秒冲群抗扰度测试电快速瞬变脉冲群发生器的基本要求秒冲的上升时间(10%~90%):5ns±30%秒冲持续时间(上升沿的50%至下降沿的50%):50ns±30%秒冲重复频率:5kHz或者100kHz脉冲群的持续时间:15ms脉冲群的重复周期:300ms发生器在100R负载时输出电压(峰值):0.25~4kv发生器在50R负载时输出电压(峰值):0.125~2kv发生器的动态输出阻抗:50R±20%输出脉冲的极性:正/负与电源的关系:异步实验设置参考接地板用厚度为0.25mm以上的铜板或铝板(普通铝板容易氧化应慎用),若用其他金属板材,要求厚度大于0.65mm。
参考接地板的尺寸取决于测试设备、被测设备以及测试设备与被测设备之间之间所规定的接线距离(1m),参考接地板的各边至少应比上述组合超出0.1m。
参考接地板应与实验室的保护地相连。
被测设备用0.1m±0.01m的绝缘支座隔开后放在参考地板上(如果被测设备是台式设备,则应放置在离参考接地板高度为0.8m±0.08m的木桌上),被测设备距参考接地板边缘的最小尺寸为0.1m。
被测设备没有专门的地线时,不允许另外在设接地线来接地。
EUT与测试仪器之间的相对距离以及电源连线的长度都控制在1m,电源线的离地高度控制在0.1m,如有可能,最好用一个木制支架来摆放电源线。
当EUT的电源线不可拆卸,且长度超过1m时,那么超长部分就应当折叠成长为0.4m 的线束,并行放置在离参考接地板上方0.1m处。
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验Electrical fast transient burst immunity test⏹试验设备(test equipment)图⏹试验目的(test objective)电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,会在断开点处产生一种能量较小、但频谱很宽的暂态干扰,会对电子电气产品的可靠工作带来很大的威胁。
电快速瞬变脉冲群试验就是检验电子电气设备在受到这类暂态骚扰时的性能。
The objective of the test is to confirm that the EUT will not mal-operate when energized and subjected to electrical fast transient burst such as those originating from the interruption of inductive loads, rel ays contact bounce, etc…⏹设备主要参数(parameter)脉冲波形(pulse waveform):5/50ns脉冲电压(pulse voltage):0.5kV~4 kV脉冲频率(pulse frequency):5kHz和2.5kHz⏹试验要求(test requirement)⏹依据标准:(standards)GB/T 17626.4(idt IEC 61000-4-4)电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验GB/T 14598.10(idt IEC 60255-22-4)电气继电器第22-4部分:量度继电器和保护装置的电气骚扰试验电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验HUAJIAN。
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