快速脉冲群测试原理与分析
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EMC 测试项目及判定标准目录1. Harmonic 谐波2. Flicker 电压波动和闪烁3. CE 传导骚扰4. Power Disturbance 功率骚扰5. Immunity的判定标准6. ESD 静电放电7. EFT/Burst 快速脉冲群8. Surge 雷击浪涌9. CS 传导射频干扰(Injected Currents Immunity)10. Dips 电压跌落1. Harmonic 谐波EN61000--3-2标准:EN61000范围1)向公共电网发射的谐波电流的限值;2)在特定环境下被测设备产生的输入电流的谐波成分的限值;3)适用于输入电流<=16A的接入公共电网的电子电气设备。
引起的问题1)损失更多的电能(谐波分无功功率和有功功率,有功功率会令导线发热);2)电子部件使用寿命变短;3)电压失真导致电机效率降低。
家用电器(A类)限值2. Flicker 电压波动和闪烁波动闪烁EN61000--3-3标准:EN61000范围1)对公共电网的影响的限值;2)在特定条件下被测样机产生的电压变化的限值;3)<=16A的接入公共电网的电子电气设备。
)适用于输入电流的接入公共电网的电子电气设备 目的为了保证产品不对与其连接在起的照明设备造成过度的闪为了保证产品不对与其连接在一起的照明设备造成过度的闪烁影响(灯光闪烁)。
3. CE 传导骚扰标准:EN55014EN55014--1原理当电子设备干扰噪声的频率<30MHz 时,主要是干扰音频的频段,电子设备的电线长度不足一个波的波长(30MHz 的波长为10m),向空中辐射的效率很低,这样在电线上感应的噪声即为这一频率的电磁噪声的干扰程度,此为传导噪声。
限值4. Power Disturbance 功率骚扰标准:EN55014EN55014--1频率范围30~300MHz限值5. Immunity的判定标准抗扰度测试结果的性能评估标准如下1)性能判定A测试过程中,在规格书范围内的正常性能。
第1篇一、引言随着电子技术的飞速发展,电子设备在各个领域的应用日益广泛。
然而,随着电子设备数量的增加,电磁环境变得越来越复杂,电磁兼容(EMC)问题也日益凸显。
为了确保电子设备在复杂电磁环境下稳定可靠地工作,本文针对某型号电子系统进行了电磁兼容实验,以评估该系统的电磁兼容性能。
二、实验目的1. 评估电子系统的电磁兼容性能;2. 分析系统在电磁干扰下的抗扰度;3. 识别系统可能存在的电磁兼容问题;4. 为系统设计提供改进依据。
三、实验方法1. 实验设备:电磁兼容测试系统、频谱分析仪、干扰信号发生器、被测系统等;2. 实验环境:符合国家电磁兼容标准的实验室;3. 实验步骤:a. 确定测试项目和测试方法;b. 连接被测系统与测试设备;c. 进行电磁兼容测试;d. 分析测试结果,找出问题所在;e. 提出改进措施。
四、实验内容1. 电磁干扰发射测试a. 测试项目:辐射发射(RE)、传导发射(CE);b. 测试方法:按照国家标准GB 4824.3-2006《信息技术设备电磁兼容限值和测量方法第3部分:发射》进行测试;c. 测试结果:测试结果表明,被测系统在规定的频率范围内辐射发射和传导发射均符合国家标准要求。
2. 电磁干扰抗扰度测试a. 测试项目:静电放电抗扰度(ESD)、射频辐射抗扰度(RS)、射频传导抗扰度(CS);b. 测试方法:按照国家标准GB/T 17626.2-2008《信息技术设备电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验方法》等标准进行测试;c. 测试结果:测试结果表明,被测系统在规定的干扰条件下,ESD、RS、CS抗扰度均符合国家标准要求。
3. 电磁兼容问题分析a. 通过实验分析,发现被测系统在以下方面存在电磁兼容问题:i. 辐射发射:部分频率范围内的辐射发射超过国家标准要求;ii. 传导发射:部分频率范围内的传导发射超过国家标准要求;b. 产生问题的原因:i. 设计缺陷:部分电路设计不合理,导致电磁干扰;ii. 元器件选择不当:部分元器件的电磁兼容性能较差;iii. PCB设计不合理:部分PCB设计不合理,导致电磁干扰。
监护仪产品电快速脉冲群对策研究2(深圳市计量质量检测研究院,广东深圳 518055)摘要:监护仪产品一般用于医院,月子中心或育婴的场所,由于电网中感性负载的存在,电网的干扰信号通过电源线或信号线耦合到胎儿监护仪产品,影响其正常工作。
针对这种情况,首先分析介绍YY9706.102-2021中快速放电脉冲群的测试原理和设备在试验中出现的问题,然后从接口滤波器的选取及电路板设计两方面出发,提出一系列的对策措施,增强监护仪产品电快速脉冲群抗干扰能力。
关键词:监护仪产品、电快速脉冲群抗扰度、对策措施一、引言:监护仪产品在使用过程中,由于电网中感性负载的存在,干扰信号很容易通过电源线或者信号线耦合到监护仪产品上,导致设备性能下降。
为了满足YY9706.102-2021的标准要求,本文从监护仪产品接口滤波器的选取、电路设计两方面着手,提出抑制监护仪产品电快速脉冲群干扰一系列对策措施。
二、YY9706.102-2021中对电快速脉冲群抗扰度实验要求YY9706.102-2021中电快速脉冲群参考GB/T17626.4 试验进行,由电快速脉冲群发生仪产生的+/-2KV脉冲信号对电源线或产生的+/-1KV脉冲信号对信号线,这种脉冲干扰信号通过电源线或信号线传导到设备,考察在试验期间设备功能是否会发生异常,但是在监护仪产品产品信号线一般不超过3米,所以在此试验中,可以不予考虑。
电源端口主要是采用耦合去耦网络,耦合脉冲干扰是通过33nf的电容,同时施加在L1,L2,N线这里着重分析对电源口施加干扰的情况。
对电源线通过耦合/去耦网络施加EFT干扰时,信号发生器输出的一端通过33nf的电容注入到被测电源线上,另外一端通过耦合单元的接地端子与大地相连,所以干扰注入方式是对大地的共模注入方式,因此,所有的差模抑制方法对此类干扰无能为力。
三、监护仪产品快速放电脉冲群抗扰度试验中存在的问题监护仪产品一般都是由包含各种传感器的物理模块和内置计算机系统构成。
电源产品电快速瞬变脉冲群抗扰度实验(1).测试目的:确保电源产品的EMC设计达到预先设计的要求。
(2).测试条件:按IEC61000-4-4(GB/T17626.4)进行检验。
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、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。
实践中,因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少,但使设备产生误动作的情况经常可见,除非有合适的对策,否则较难通过a.受试样品须进行初始检测。
b. 电快速瞬变原理和要求如下:图1快速瞬变脉冲群发生器注:U—高压电源Rs—波形形成电阻Rc—充电电阻Rm—阻抗匹配电阻Cc—贮能电容Cd—隔直电容图2:接50Ω负载时单个脉冲的图脉冲重复周期(取决于试验电压等级)脉冲群脉冲群持续时间15mS脉冲群周期300mS图3:电快速瞬变脉冲群概略图对电快速瞬变脉冲群的基本要求是:脉冲的上升时间(指10%~90%):5ns±30%;脉冲持续时间(上升沿的50%至下降沿的50%):50ns±30%;脉冲重复频率:5kHz或2.5kHz;脉冲群的持续时间:15ms;脉冲群的重复周期:300ms;发生器的开路输出电压(峰值):(0.25~4)kV;发生器的动态输出阻抗:50Ω±20%;输出脉冲的极性:正/负;与电源的关系:异步。
a.对电源线的试验(包括交流和直流),通过耦合与去耦网络,用共模方式,在每个电源端子与最近的保护接地点之间,或与参考接地板之间加试验电压。
b.对于设备的保护接地端子,试验电压加在端子与参考接地之间。
试验每次至少要进行1min,而且正/负极性都属必须。
(4). 最后检测:a.在室温下,对样品进行电快速瞬变脉冲群测试。
电快速瞬变脉冲群试验等级一般选:——等级1;0.5KV:(电压跌落)设备在测试后,应正常工作,输出电压应即符合正常工作范围内。
如何提高RS-485电快速脉冲群骚扰抗扰能力RS-485总线是具有结构简单、通信距离远、通信速度高、成本低等优点,广泛应用于工业通讯、电力监控以及仪器仪表等行业。
由于工业控制环境较为恶劣,会有比较多的干扰耦合在通信线中,影响RS-485总线的可靠性,甚至损坏RS-485收发器芯片,其中脉冲群骚扰就是比较常见的一种。
我们通常使用电快速脉冲群(EFT)抗扰度试验来模拟这种骚扰,验证系统的可靠性。
1、脉冲群骚扰的来源在工业控制环境中经常会出现雷电、短路、开关动作等具有电感负载的动作而产生的瞬时干扰,这些干扰是一些短暂的高能量的脉冲骚扰,具有脉冲成群出现、脉冲的上升时间比较短暂、脉冲的重复频率较高等特点。
这些干扰会耦合到RS-485总线上,由于这些脉冲不是单个脉冲,而是一连串的脉冲,因此会在RS-485总线上产生积累,使骚扰的电压幅值超过RS-485收发器的噪声容限,引起通信错误。
同时由于这些脉冲骚扰的周期较短,每个脉冲的出现的间隔时间较短,当第一个脉冲骚扰还未消失时,第二个脉冲就紧跟而来,对于RS-485总线上的寄生电容和RS-485收发器的结电容来说,在还没有放电完就又开始充电,并且通常寄生电容较小,较小的能量就可以达到较高的电压,容易损坏RS-485收发器,影响RS-485总线通信可靠性。
2、脉冲群骚扰产生原理脉冲群骚扰源的电压大小取决于负载电路的电感、负载断开的速度等因素。
以开关动作为例,由于开关打开瞬间动静触头之间的距离比较近,电路中的电感感应出来的反电动势足以将触头间的空气间隙击穿,电路开始导通,但这一放电过程的时间非常短暂,此时电路将产生一个前沿脉冲为ns级,宽度达到几十ns级,幅度几千伏以上的高压小脉冲。
当上述脉冲结束后,电路开始重复电感性负载产生反电动势和通过开关动静触头间的空气间隙放电的过程。
这一过程将一直进行,直到贮存在电感性能负载中的能量足够低,再也产生不了上述放电过程为止。
这些干扰会耦合到RS-485总线上,形成较大的干扰,影响通信的可靠性。
电快速瞬变脉冲群干扰对SPI通信的影响分析及应对设计李望; 魏勇; 赵贺; 王全海; 史宏光; 王淇森【期刊名称】《《电子设计工程》》【年(卷),期】2019(027)017【总页数】6页(P183-188)【关键词】电快速瞬变脉冲群干扰; SPI通信; CRC算法; 抗干扰设计【作者】李望; 魏勇; 赵贺; 王全海; 史宏光; 王淇森【作者单位】许继电气股份有限公司河南许昌461000; 国网北京市电力公司电力科学研究院北京100000【正文语种】中文【中图分类】TN972+.1SPI(serial peripheral interface)是一种高速的、全双工、同步的串行通信总线[1],以主从方式工作,接口连线简单、配置灵活、传输效率高[2],正是出于这种简单易用的特性,SPI通信广泛应用于IED设备内部数据传输通信[3]。
由于串行通信传输的不确定性以及易受干扰等原因,用于电力强电磁干扰环境下的IED设备一般要进行电快速瞬变脉冲群干扰试验,本文针对采用SPI总线作为板间通信方案的终端装置在快瞬试验过程中发现的传输错误数据的异常现象,设计了一种具有CRC校验和配置锁定功能的APP,通过该设计检测数据在传输过程中是否发生错误。
CRC是由分组线性码的分支而来[4],该算法简单易实现,能够同时检测和抗干扰,是一种高效可靠的差错校验法[5]。
该方法导致数据的冗余量增加,发送端不仅发送数据,最后还需将CRC码发送给接收端。
接收端也对接收的数据进行CRC计算,如果计算的校验码与接收到的校验码相同,则数据传输正确,反之错误。
文中首先介绍了SPI总线接口概述及装置中所使用的计量芯片中的CRC串行算法,其次对试验过程所遇到的问题及处理方法进行分析,最后描述了针对定位的干扰进行的应对设计,经试验验证,表明了该设计可有效保障数据传输的可靠性。
1 SPI总线接口SPI(Serial Peripheral Interface—串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。
电动汽车直流充电桩检验方法研究GE Xiaohan【摘要】在分析充电桩功能的基础上,研究了测试要求及方法,主要分析了外观检查检验的内容和要求;例行检验中的电源电压的适应性、温度试验及震动、冲击试验的要求.针对冲充电桩面向广大客户的情况,进行了电磁兼容性能测试,介绍了电快速瞬变脉冲群、浪涌、射频辐射、静电放电抗扰度、电压暂降和短时中断、谐波电流发射、辐射骚扰、传导骚扰等试验,为充电桩出厂的稳定性、安全性提供借鉴.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2018(000)032【总页数】3页(P110-112)【关键词】直流充电桩;电磁兼容;试验【作者】GE Xiaohan【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TM910.6;TP273目前,多数发达国家,如英国、法国、美国等国家都建立了以充电桩为主,其他充电设施为补充的充电网络[1]。
在深圳的示范作用下,河南省预计到2020年,全省建设电动汽车充电站1 160座、充电桩85万余个。
充电桩是连接城市电网系统和电动汽车动力电池的桥梁,面对广大消费者使用。
因此,其必须满足安全性能和电磁兼容性能,才能安全可靠运行,不会干扰其他设备的正常运行。
本文结合充电桩的结构和工作原理,对电动汽车交流充电桩测试、电磁兼容骚扰测量及抗扰度测试等问题进行讨论。
1 电动汽车充电桩介绍充电桩主要有直流和交流两种类型。
交流充电桩为车载充电机提供交流电,采用小电流慢速充电[2]。
交流充电桩占地面积小、结构简单。
直流充电桩是充电机的前端设备,直接利用充电机产生的直流电对电动汽车电池充电。
充电机的核心是功率转换装置,即把交流电变换为直流电,通过电池管理系统、非车载能量管理系统和充电机通信实现对动力电池充电。
该种方式主要针对大功率车辆或者短时充电需求。
2 充电桩测试基本要求和方法充电桩出厂使用前,必须由专门的检测机构检测,保证充电桩的性能指标满足出厂要求。
2.1 外观检验外观检验内容主要有:桩体是否干净整洁,操作面板、金属机壳的防锈漆及铭牌是否缺失或者损坏;产品的结构是否与设计图纸一致,是否有开焊、变形和锈蚀等问题,选装机构是否可靠,控制开关型号和安装位置是否可靠。
电快速脉冲群测试标准电快速脉冲群测试是一种用于测量电子设备对快速脉冲干扰的抵抗能力的测试方法。
该测试标准旨在确保电子设备在面对快速脉冲干扰时,能够正常工作而不受影响。
本文将介绍电快速脉冲群测试的相关标准,以及测试过程和注意事项。
一、测试标准。
1.1 国际标准。
电快速脉冲群测试的国际标准主要包括IEC 61000-4-4和IEC 61000-4-5。
其中,IEC 61000-4-4规定了电快速脉冲群测试的基本原理和试验设备,以及测试过程中的参数设置和测量方法。
而IEC 61000-4-5则规定了电快速脉冲群测试中的暂态电压测试方法,包括试验设备、试验电路和试验过程等方面的要求。
1.2 国内标准。
国内对于电快速脉冲群测试的标准主要参照国际标准进行制定和执行,其中GB/T 17626.4-2008《电磁兼容性试验和测量技术第4-4部分,暂态脉冲群试验》和GB/T 17626.5-2008《电磁兼容性试验和测量技术第4-5部分,暂态电压测试》是国内电快速脉冲群测试的主要标准。
二、测试过程。
电快速脉冲群测试的过程主要包括以下几个步骤:2.1 参数设置。
在进行电快速脉冲群测试前,需要根据相关标准规定,设置测试参数,包括脉冲幅值、脉冲频率、脉冲宽度等。
这些参数的设置将直接影响到测试结果的准确性和可靠性。
2.2 测试设备。
电快速脉冲群测试需要使用专门的测试设备,包括脉冲发生器、脉冲耦合网络、示波器等。
这些设备需要按照标准要求进行校准和验证,以确保测试的准确性。
2.3 测试方法。
在进行电快速脉冲群测试时,需要按照标准规定的测试方法进行操作,包括脉冲注入位置、脉冲注入方式、脉冲注入次数等。
同时,还需要对被测设备进行实时监测,记录其在测试过程中的表现。
2.4 测试结果。
根据测试过程中记录的数据和观察到的现象,可以得出被测设备在电快速脉冲群测试中的性能表现。
这些结果将直接影响到设备的电磁兼容性评价和产品质量认证。
三、注意事项。
脉冲群抗扰度测试方法引言:脉冲群抗扰度测试是一种用于评估系统或设备在面对干扰时的性能的方法。
通过模拟多种干扰信号对系统的影响,可以评估系统在复杂环境下的抗扰性能。
本文将介绍脉冲群抗扰度测试的原理、步骤和应用,并探讨其在实际工程中的意义。
一、脉冲群抗扰度测试原理脉冲群抗扰度测试是基于脉冲信号的特性进行的。
脉冲信号具有宽带性和高峰值功率的特点,可以模拟各种干扰信号对系统的影响。
在测试中,通过发送一系列特定频率和幅度的脉冲信号,观察系统在不同干扰条件下的表现,从而评估系统的抗扰性能。
二、脉冲群抗扰度测试步骤1. 确定测试目标:首先需要明确测试的目标,即要评估的系统或设备。
根据具体需求,选择适当的脉冲信号参数,如频率范围、幅度范围等。
2. 设计测试方案:根据测试目标,设计测试方案。
确定脉冲信号的参数设置,如脉冲宽度、重复频率等。
同时,还需要确定干扰信号的类型和强度,以及测试过程中的其他参数。
3. 进行测试:按照设计的方案,进行脉冲群抗扰度测试。
通过发送脉冲信号和干扰信号,观察系统的响应和性能表现。
可以记录系统的输出信号波形、幅度、相位等参数,并根据测试结果评估系统的抗扰性能。
4. 分析测试结果:根据测试数据,对系统的抗扰性能进行分析。
可以比较不同测试条件下系统的响应差异,评估系统在不同干扰条件下的性能表现。
同时,还可以根据测试结果提出改进建议,优化系统的抗扰性能。
5. 编写测试报告:根据测试结果,编写测试报告。
报告中应包括测试目标、测试方案、测试过程、测试结果和分析等内容。
报告应准确、清晰地描述测试结果,为后续工作提供参考。
三、脉冲群抗扰度测试应用脉冲群抗扰度测试在许多领域都有广泛应用。
以下是一些典型的应用场景:1. 通信系统:在无线通信系统中,脉冲群抗扰度测试可以评估系统在多径传播、多用户干扰等复杂环境下的性能。
通过测试,可以优化系统的通信质量和抗干扰能力。
2. 汽车电子:在汽车电子系统中,脉冲群抗扰度测试可以评估汽车电子设备在行驶过程中对来自引擎、点火系统等的干扰的抵抗能力。
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。
传统上使用5kHz的重复频率,然而100kHz更接近实际情况。
在电力上一般要求为100kHz。
c)干扰实验等级受试设备的被试验部分主要包括设备的供电电源端口,保护接地,信号和控制端口。
需要注意,并不是信号和控制信号在相同测试等级下信号发生器输出电压就比对电源测试的电压要低,实际信号发生器输出的信号幅度是一致的,是由负载阻抗决定的。
信号线一般阻抗为50欧,信号发生器内有50串接电阻。
所以信号测量电压应为0.5xVp(开路)。
此电压可以正负偏差10%。
耦合装置GB/T17626.4提供的耦合装置有两种:耦合/去耦网络和容性耦合夹。
一般情况下,耦合/去耦网络主要用于电源端口试验,容性耦合夹主要用于I/O端口和通信端口试验。
耦合/去耦网络耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到受试设备并阻止干扰信号连接到同一电网中的不相干设备。
耦合脉冲干扰是通过33nF的电容,同时施加到L1、L2、L3、N、PE信号上。
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。
这表明脉冲群干扰实际上是加在电源线与参考地之间,即加在电源线上的干扰是共模干扰。
容性耦合夹对于采用耦合夹的试验来说,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。
电容耦合夹的结构如图?所示。
试验中受试线路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。
耦合夹与电缆之间的典型电容是50-200pf。
电快速瞬变脉冲群试验失败原因分析从干扰施加方式分析对电源线通过耦合/去耦网络施加EFT干扰时,信号发生器输出的一端通过33nF的电容注入到被测电源线上,另外一端通过耦合单元的接地端子与大地相连;对信号/控制线通过容性耦合夹施加EFT干扰时,信号发生器输出通过耦合板与受试电缆之间的分布电容进入受试电缆,而受试电缆所接收到的脉冲是相对接地板而言的。
这两种干扰注入方式都是对大地的共模注入方式。
因此,所有的差模抑制方法对此类干扰无能为力。
从干扰传输方式分析脉冲群的单个脉冲波形前沿tr达到5ns,脉宽达到50ns,这就注定了脉冲群干扰具有极其丰富的谐波成分。
幅度较大的谐波频率至少可以达到1/πtr,亦即可以达到64MHz左右,相应的波长为5m。
对于一根载有60MHz以上频率的电源线来说,如果长度为1M,由于导线长度已经可以和信号的波长可比,不能再以普通传输线来考虑,信号在线上的传输过程中,部分依然可以通过传输线进入受试设备(传导发射),部分要从线上逸出,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就是传导与辐射的结合。
很明显,传导和辐射的比例和电源线长度相关,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。
单纯对EFT干扰施加端口采取传导干扰抑制(例如加滤波器)方式无法完全克服此类干扰的影响。
根据EFT干扰造成设备失效的机理分析单个脉冲的能量较小,不会对设备造成故障。
但由于EFT是持续一段时间的单极性脉冲串,它对设备线路结电容充电,经过累积,最后达到并超过IC芯片的抗扰度电平,将引起数字系统的位错、系统复位、内存错误以及死机等现象。
因此,线路出错会有个时间过程,而且会有一定偶然性和随机性。
而且很难判断究竟是分别施加脉冲还是一起施加脉冲设备更容易失效。
也很难下结论设备对于正向脉冲和负向脉冲哪个更为敏感。
测试结果与设备线缆布置、设备运行状态和脉冲参数、脉冲施加的组合等都有极大的相关性。
而不能简单认为在EFT抗扰度试验中受试设备有一个门槛电平,干扰低于这个电平,设备工作正常;干扰高于这个电平,设备就失效。
正是这种偶然性和随机性给EFT对策的方式和对策部位的选择增加了难度。
同时,大多数电路为了抵抗瞬态干扰,在输入端安装了积分电路,这种电路对单个脉冲具有很好的抑制作用,但是对于一串脉冲则不能有效抑制。
IEC61000-4-4新版标准在单组脉冲群注入受试设备的脉冲总量没变(仍为75个)的情况下,将脉冲重复频率从5kHz提高到100kHz,单位时间内的脉冲密集程度大大增加了。
单位时间内的脉冲个数越多,对结电容的电荷积累也越快,越容易达到线路出错的阈限。
因此,新的标准把脉冲重复频率提高,其本质上也是将试验的严酷程度提高。
这样能通过旧标准EFT测试的产品,在按照新标准进行测试时未必能通过。
从EFT干扰的幅度分析与其它瞬态脉冲一样,EFT抗扰度测试时施加在被测线缆上的EFT脉冲幅度从几百伏到数千伏。
对付此类高压大能量脉冲,仅依靠屏蔽、滤波和接地等普通电磁干扰抑制措施是远远不够的。
对此类脉冲应先使用专用的脉冲吸收电路将脉冲干扰的能量和幅度降低到较低水平再采取其他的电磁干扰抑制措施,这样才能使被测设备有效抵抗此类干扰。
从EFT干扰传输途径分析如图3所示,EFT干扰主要通过以下几种途径干扰被测设备的正常工作,包括:a)EFT干扰通过耦合单元进入设备的电源线和控制信号线,在这些线缆上产生高达数千伏的共模脉冲噪声并沿着这些线缆进入被测设备内部,当通过接口滤波器时干扰有所衰减,但依然有较高的干扰电压进入设备内部电源和PCB电路,影响PCB的正常工作。
b)同时,注入到电源线或信号控制线上的EFT干扰会在传导的过程中向空间辐射,这些辐射能量感应到邻近的电缆上,通过这些电缆进入设备内部对电路形成干扰,当没有对EUT所有连接电缆采取EFT防护措施时,较易出现这种现象。
c)注入到电源线或信号控制线上的EFT干扰进入设备内部后,直接通过空间辐射被PCB电路接收,对电路形成干扰。
当PCB接口上有良好滤波措施,但传输线缆与电路距离较近时,容易出现这种现象。
电子产品通过电快速瞬变脉冲试验的对策抑制EFT干扰的一般对策从上一节分析我们可知,EFT干扰有以下几个特点:a)EFT干扰以共模方式侵入敏感设备;b)EFT干扰在传递过程中通过辐射和传导两种方式影响被测设备电路;c)EFT干扰是由一组组的密集的单极性脉冲构成,对敏感设备电路结点的影响具有连续累积性;d)EFT干扰侵入敏感设备的频率覆盖中高频频率段,且电源端口的频谱分量比信号端口低频分量更丰富;e)EFT干扰是一种典型的高压快速脉冲干扰;f)EFT干扰主要通过三种路径影响敏感设备电路:直接通过干扰线传导进入敏感设备电路;通过干扰线辐射到相邻的干扰线,再从相邻干扰线进入敏感设备电路;通过干扰线辐射直接进入敏感设备电路。
针对这些特点,我们采取的对策包括:a)对直接传导干扰应以共模抑制为主;b)为抑制传导和辐射两者途径的干扰,我们除对端口线进行滤波外,还需对敏感电路进行屏蔽;c)为了有效抑制这种密集的单极性脉冲,单纯使用反射型电容、电感滤波会很快饱和,考虑到电源和信号传递RC类的吸收滤波器未必适用,较好的方式是利用高频铁氧体对高频干扰呈阻性,能直接吸收高频干扰并转化为热能的特性,来吸收此类干扰;d)选择传输线滤波电路应覆盖侵入的EFT干扰的频谱范围;e)对EFT类共模的高压快速脉冲干扰,若在干扰通道先采用对地的脉冲吸收器吸收大部分脉冲电压和能量,再配合吸收式共模滤波器,可起到事半功倍的效果;f)为了对EFT干扰侵入敏感设备的三条路径都有较好的防范,我们除对干扰直接传输通道采取脉冲吸收和滤波,对空间辐射采取屏蔽等措施外,为防止EFT干扰通过空间辐射到非EFT干扰直接侵入的端口线,再从这些端口线侵入敏感设备,应让这些端口线与其他端口线加以空间分隔,并对些端口也采取适当的共模干扰抑制措施。
EFT干扰传输环路图8所示为EFT干扰传输环路。
EFT是共模干扰,它必须通过大地回路完成整个干扰环路。
EFT干扰源通过传导或空间辐射以共模方式进入敏感设备电源线或控制信号线,通过这些线缆以传导或辐射方式进入敏感设备内部PCB电路。
若EUT为金属外壳,PCB上的EFT干扰通过PCB与金属外壳间杂散电容C1或直接通过接地端子传输到金属外壳,再通过金属外壳与大地之间杂散电容C2传输到大地,由大地返回EFT干扰源。
若EUT为非金属外壳,PCB上的EFT干扰通过PCB 与大地之间较小的杂散电容C3传输到大地,由大地返回EFT干扰源。
完成整个干扰环路。
针对电源线试验的措施解决电源线EFT干扰问题的主要方法是在被测设备电源线入口处安装瞬态脉冲吸收器和吸收型的共模电源线滤波器,阻止EFT干扰进入被测设备。
下面根据被测样品外壳的性质不同分两种情况进行讨论。
被测设备的机箱是金属的:当被测设备机箱为金属材料时,如图8所示,金属机箱与大地之间有较大的杂散电容C2,能够为EFT共模电流提供比较固定的通路。