浪涌沖擊抗擾度測試常見問題對策及整改措施

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浪涌沖擊抗擾度測試常見問題對策及整改措施

浪涌沖擊形成的機理

電磁兼容領(lǐng)域所指的浪涌沖擊一般來源于開關(guān)瞬態(tài)和雷擊瞬態(tài)。

開關(guān)瞬態(tài)
系統(tǒng)開關(guān)瞬態(tài)與以下內(nèi)容有關(guān)：
a）主電源系統(tǒng)切換騷擾，例如電容器組的切換；
b）配電系統(tǒng)內(nèi)在儀器附近的輕微開關(guān)動作或者負(fù)荷變化；
c）與開關(guān)裝置有關(guān)的諧振電路，如晶閘管；

d）各種系統(tǒng)故障，例如對設(shè)備組接地系統(tǒng)的短路和電弧故障。

雷擊瞬態(tài)
雷電產(chǎn)生浪涌（沖擊）電壓的主要原理如下：
a）直接雷擊于外部電路（戶外），注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生電壓；
b）在建筑物內(nèi)、外導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和電流的間接雷擊（即云層之間或云層中的雷擊或擊于附近物體的雷擊，這種雷擊產(chǎn)生的磁場）；
c）附近直接對地放電地雷電入地電流耦合到設(shè)備組接地系統(tǒng)的公共接地路徑。

當(dāng)保護(hù)裝置動作時，電壓和電流可能發(fā)生迅速變化，并可能耦合到內(nèi)部電路。

浪涌沖擊測試及相關(guān)要求

不同的電子、電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對浪涌（沖擊）抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于浪涌（沖擊）抗擾度試驗大多都直接或間接引用 GB/T17626.5-1999（idt IEC 61000-4-5:199）5：《電磁兼容試驗和測量技術(shù) 浪涌（沖擊）抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，并按其中的試驗方法進(jìn)行試驗。下面就簡要介紹一下該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、試驗方法及相關(guān)要求。

適用范圍：
適用于電氣和電子設(shè)備在規(guī)定的工作狀態(tài)下工作時，對由開關(guān)或雷電作用所產(chǎn)生的有一定危害電平的浪涌（沖擊）電壓的反應(yīng)。

該標(biāo)準(zhǔn)不對絕緣物耐高壓的能力進(jìn)行試驗。該標(biāo)準(zhǔn)不考慮直擊雷。

試驗內(nèi)容：

對電氣和電子設(shè)備的供電電源端口、信號和控制端口在受到浪涌（沖擊）干擾時的性能進(jìn)行評定。

試驗?zāi)康模?/strong>

評定設(shè)備在遭受到來自電力線和互連線上高能量浪涌（沖擊）騷擾時產(chǎn)品的性能。

試驗發(fā)生器
a）信號發(fā)生器的特性應(yīng)盡可能地模擬開關(guān)瞬態(tài)和雷擊瞬態(tài)現(xiàn)象；
b）如果干擾源與受試設(shè)備的端口在同一線路中，例如在電源網(wǎng)絡(luò)中（直接耦合），那么信號發(fā)生器在受試設(shè)備的端口能夠模擬一個低阻抗源；
c）如果干擾源與受試設(shè)備的端口不在同一線路中（間接耦合），那么信號發(fā)生器能夠模擬一個高阻抗源。

對于不同場合使用的產(chǎn)品及產(chǎn)品的不同端口，由于相應(yīng)的浪涌（沖擊）瞬態(tài)波形，各不相同，因此對應(yīng)的模擬信號發(fā)生器的參數(shù)也各不相同。

圖 17：浪涌（沖擊）信號電壓及電流波形

例如：對交流電源端口，通常采用的是 1.2/50μs (8/20μs)組合波信號發(fā)生器；對電信端口，通常采用的是 10/700μs 的符合 CCITT 要求的試驗信號發(fā)生器。浪涌（沖擊）波形見圖 17 所示。

試驗方法
浪涌（沖擊）測試一般應(yīng)在線進(jìn)行。

測試時，應(yīng)根據(jù)不同的端口選擇對應(yīng)的波形發(fā)生器和相應(yīng)的耦合/去耦單元，同時也應(yīng)注意不同狀態(tài)下的信號源內(nèi)阻選擇。

試驗等級及其選擇：

表 3：試驗等級

等級

開路試驗電壓（± 10%），kV

10.5

21.0

32.0

44.0

X 特定

注：X 是一個開放等級，可以在產(chǎn)品要求中加以規(guī)定。

試驗等級應(yīng)根據(jù)安裝情況來選擇。

對較高等級測試時，試驗應(yīng)滿足該表所列的較低等級。

對具體的產(chǎn)品來說，試驗等級選擇往往已在相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)中加以規(guī)定。

試驗環(huán)境
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境條件：

環(huán)境溫度： 15℃~35℃、相對濕度： 10%~75%RH、大氣壓力： 86kPa~106kPa

試驗布置

圖 18、圖 19 是交/直流電源端浪涌（沖擊）差模和共模試驗配置示意圖。

圖 18：用于電源端浪涌（沖擊）試驗配置（差模方式）

圖 19：用于電源端浪涌（沖擊）試驗配置（共模方式）

試驗實施
電源、信號和其他功能電量應(yīng)在其額定的范圍內(nèi)使用，并處于正常的工作狀態(tài)。
根據(jù)要進(jìn)行試驗的 EUT 的端口類型選擇相應(yīng)的試驗試驗波形發(fā)生器和耦合單元及相應(yīng)的信號源內(nèi)阻。
使受試設(shè)備處于典型工作條件下，根據(jù)受試設(shè)備端口及其組合，依次對各端口施加沖擊電壓，。
每種組合應(yīng)針對不同脈沖極性進(jìn)行測試，兩次脈沖間隔時間不少于 1min。
對電源端子進(jìn)行浪涌測試時，應(yīng)在交流電壓波形的正、負(fù)峰值和過零點分別施加試驗電壓。
對電源線和信號線應(yīng)分別在不同組合的共模和差模狀態(tài)下施加脈沖沖擊。
每種組合狀態(tài)至少進(jìn)行 5 次脈沖沖擊。
若需滿足較高等級的測試要求，也應(yīng)同時進(jìn)行較低等級的測試，只有兩者同時滿足，我們才認(rèn)為測試通過。

不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)對試驗的實施可能根據(jù)產(chǎn)品的特點有特定的規(guī)定。

試驗結(jié)果
若電快速速變脈沖群測試通不過，可能產(chǎn)生如下后果：
（1）引起接口電路器件的擊穿損壞。

（2）造成設(shè)備的誤動作。

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