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整機測試第1章整機EM0JU試整機EMCB式常見項目及相關知識傳導騷擾測試測試由來在通常情況下,被干擾設備的尺寸要比干擾頻率的波長短得多,而設備的引線(包括電源線、通信線和接口電纜等)的長度則可能與干擾頻率的幾個波長相當,這樣,這些引線就可以通過傳導方式(最終以射頻電壓和電流所形成的近場電磁騷擾在設備內部)對設備產生干擾測試標準GB9254CISPR22(ITE),CISPR14-1(家電和工具),CISPR13(AV),CISPR15(燈具),CISPR11(ISM),其他產品及產品類標準都是引用以上標準的測試方法,以引用CISPR22居多測試介紹直接測試法1、測試儀器和設備:接收機、LISN(線路阻抗穩定網絡,或叫AMNA工電源網絡)、模擬手、被動電壓探頭、電流探頭(與電流探頭配合使用的CDN容性電壓探頭)、測插入損耗的一整套設備等。2、測試布置:分臺式與落地式,臺式設備離LISN80cm,離接地平板40cm(這里的接地平板可以是水平接地板,也可以是屏蔽室的垂直接地內墻),落地式設備離接地平板距離隨不同標準有不同的偏差允許,CISPR14-1,15里面是10cm+/-25%,13里面是upto12mm,22里面是upto15cm,11里沒有明確距離,只說了需要與接地板用絕緣材料隔開。輔助設備的布置也隨測試標準的不同有出入,CISPR22中輔助設備離主設備10cm,相互之間的互聯線至少離接地平板40cm。3、測試頻段:大多是150kHz-30MHz,CISPR15是例外(騷擾電壓9kHz-30MHz,插入損耗150kHz-1,605kHz)4、測試限值:隨不同標準,不同的產品分類(Group1/2,ClassA/B)而限值不同。5、測試過程:a)交/直流電源端騷擾電壓:將電源插頭連到LISN上,接收機RF輸入連到LISN的RF輸出(可能中間會插入RF衰減器或脈沖限幅器),切換LISN的L/N開關來選擇測試電源線的對地共模騷擾電壓。b)通訊線騷擾電壓/騷擾電流:針對不同類型的通訊線有不同的測試方法。主要是依靠電流探頭與CDN150歐姆接地電阻、容性電壓探頭的不同組合來測試不同類型的通訊線纜,需要保證的前提是測試線纜的對地阻抗是150歐姆。1.1.1.3.2用吸收鉗測試法1、試驗方法的提出與試驗布局當測量頻率升高到30MH擬上時,人工電源網絡中的電感和電容的分布參數影響增大,使其不能起到良好的隔離和濾波作用;此外,高頻騷擾中的相當一部分實際上是沿著電源線向外輻射的。再者,對家用電器和電動工具來說,由于設備本身體積比較小巧(相對于工科醫設備和信息技術設備來說),因此標準認為設備通過其表面的向外輻射尚不及沿著靠近設備的那部分電源線的向外輻射來得更多。基于這一假定,標準設計了一套利用吸收鉗來測量試品沿電源線向外的輻射方法,測量線路見下圖所示。用吸收鉗法測量試品輻射騷擾方法的主要優點是:①測試方法簡便易行,配置儀器的價格相對較低(與天線法比較);②獲得的數據有很好的重復性和可比性。試驗在屏蔽室進行IM……J-00^1]2、功率吸收鉗:功率吸收鉗的結構見下圖所示。它由三部分組成:C是寬帶電流探頭,包括鐵氧體環和探測線圈;D是鐵氧體環組,用于隔離試品和電網,及吸收電源線上的射頻輻射;E也是鐵氧體環組,用于抑制電源線和測量線之間的耦合。吸收鉗的性能符合下列要求:①吸收鉗對試品呈現的阻抗為100?200a,電抗分量小于20%②吸收鉗的輸出阻抗為50Q;③工作頻率能覆蓋30?300MHz④插入損耗為17dB;⑤吸收鉗對來自電網的騷擾能提供足夠的衰減;⑥試品的工作電流通過時,吸收鉗不應產生磁路飽和。用吸收鉗法測量試品輻射騷擾方法的主要優點是:①測試方法簡便易行,配置儀器的價格相對較低(與天線法比較);②獲得的數據有很好的重復性和可比性。試驗在屏蔽室進行。3、試驗說明在測試線路中,試品置于絕緣試驗臺上,試驗臺離導電地面的高度不小于0.4m,離墻面距離不小于0.4m。臺上有絕緣導軌。試品電源線要拉直,水平敷設在絕緣面上。吸收鉗要包住試品的電源線,并使吸收鉗的度流互感器朝對試品方向,緊挨試品。由于電磁波在導線上以駐波形式出現,因此功率吸收鉗應沿著電源線慢慢移動,以便尋找最大點。為抑制電網中騷擾的入侵,避免影響測試結果,通常還要求在電網一側加一個由鐵氧體環組成的輔助吸收鉗(有時亦稱為鐵氧體濾波器)。根據輻射理論,當電源線長度達到輻射頻率波長的一半時,就可能出現最大輻射情況。對于30?300MH和測試頻率范圍來說,相應的波長應為10m-1s因此,電源線的長度至少應有5s考慮到吸收鉗的長度,以及輔助吸收鉗的長度,電源線更應該增至7m£右。根據這一思路,做吸收鉗法測試試品輻射的試驗室應當一間狹長的屏蔽室,其長度要達到9?10m(因電源線前端要留出試品位置;電源線后端要考慮電源插頭;按標準要求,在電源線的兩側還要留出0.4m以上的空間)。試驗時,先接通電源,然后在每個測試頻點上移動吸收鉗的位置,使測量接收機的指示為最大。這樣測得的試品騷擾輻射功率為PO(dBpW)=V(dB科V)+a式中,POB式品產生的輻射騷擾功率,dBpvyV為測得的騷擾電壓,dB^V;a為吸收鉗的校正系數,dB從前面的敘述可以看到,在不同頻率點上的測量接收機最大讀數與吸收鉗的擺放位置有關,出現在頻率點的1/2波長處。對目前標準規定的最大測試頻率為300MH來說,對應的波長為1m,因此吸收鉗置于離試品0.5m遠處,可望找到一個最大發射點。如果我們把測試頻率的上限擴展至U1000MHz貝咻目應于400MHz500MHz600MHz700MHz800MHz900MH環口1000MHz的波長分別是0.75m、0.6m、0.5m、0.428m、0.375m、0.333m和0.3m,這些頻率點的1/2波長是0.375m、0.3m、0.25m、0.214m、0.187m、0.166m和0.15m。可見隨著頻率的升高,吸收鉗擺放的位置將越來越靠近,分辨最大值和一般值將變得越來越困難,所以使用受到了限制,從這個角度看,把上限頻率定在300MH髭適當的。其次,吸收鉗法的最大優點(與隨后輻射騷擾的場強測量法相比)是簡單、占用設備少,而且重復性和可比性也較好。但采用此種方法有個前提(試品體積要小),有個假定(通過靠近試品的這段電源線輻射是試品對外輻射的主要部分),因此這個試驗方法與輻射騷擾的場強測試方法有較大不同,兩者很難統一,也很難得出一個比例因子。所以用吸收鉗法測試輻射騷擾的發射功率和用場強測量法測試輻射發射可適用于不同的測試標準,不能互相替代。限制要求傳導測試因為是對地的共模騷擾測量,因此關鍵在測試布置上,布置沒問題了用接收機測就行了,而布置上的差異會導致結果的出入。段配電區限值要求工頻率范圍限值準峰值平均值0.J5-0.5056dBuV-16dE?uV0.5卜5□6dBuV46dBuY5-30SOdBuVV注:過渡頻率收低限值試驗方法:使用接收機在150曲?3QMH)頻段掃鰥據收干就信號1釉董電源編口的「擾電FP隹峰價和平均值,示例0.1510.151口10.030CMHz測試加線*。日―<QP―1W-—■"啟,14012CWO90504020020注意事項.檢查電源線附近有無信號電纜存在,有無可能是因為信號電纜與電源線之間的耦合使電源線的傳導騷擾發射超標(這種情況多見于超標頻率的頻段較高的情況下)。如有,或拉大兩者間的距離,或采用屏蔽措施;.電源線濾波器注意安裝位置(盡可能放在機箱中電源線入口端)和安裝情況,要保證濾波器外殼與機殼接良好、接地良好;.實際上該測試屬于共模電壓測試(電源線對大地的騷擾電壓測試)由于這部分連接屬單點接地,檢查設備內部電源接口PCBB釘是否全部安裝。1.1.2射頻場感應傳導抗擾度測試測試起因該測試所涉及的騷擾源通常是指來自射頻發射機的電磁場,該電磁場可能作用于連接安裝設備的整個電纜上,雖然被騷擾設備的尺寸,比騷擾頻率的波長小,但輸入輸出線,例如7/61電源線,通訊線,接口電纜等,由于其長度可能是幾個波長,則可能成為無源的接收天線網絡。注:對沒有傳導電纜(如電源線、信號線或地線)的設備,不需要進行此項試驗測試標準IEC61000-4-6、GB17626.6,測試介紹1、測試等級雖然標準規定的傳導干擾抗擾度試驗的頻率范圍是150kHz?80MHz但實際試驗頻率范圍可按情況分析后確定,主要是考慮設備(包括連接電纜在內)從干擾電磁場中拾取的射頻能量。當試品尺寸較小時,試驗頻率最大可擴展到230MH%頻率更高時,則受到試品尺寸、連接電纜及耦合/去耦網絡性能的制約。具體規定由產品標準提供。在。kH/頻率范圍內.對來自射膠發射機的電磁場所引起的感應騷擾不要求測蛾.*1試嗡等級蛭率花圖15。00MHe送驗等繼電壓(%m.f.)Ut/dBjiVIVV1120121303314010X特定注:X是一個開放等蛾.為提高試驗難度,試驗中要用到1kHz的正弦波進行幅度調制,調制深度為80%試驗等級的分類情況與GB/T17626.3標準相同,分別是:1級為低輻射環境,如離電臺、電視臺1km以上、附近只有小功率移動電話在使用。2級為中等輻射環境,如在不近于1m處使用小功率移動電話,為典型的商業環境。3級為較嚴酷的輻射環境,如在1m以內使用移動電話,或附近有大功率發射機或工、科、醫射頻設備在工作,為典型的工業環境。X級為待定級,可由制造商和用戶協商;或在產品的技術條件中加以規定。
2、M未射暴信號vm,gV實驗設備UHDTfb)峭MAMJH京兩制信號C7.fMV,U_-LIWV2、M未射暴信號vm,gV實驗設備UHDTfb)峭MAMJH京兩制信號C7.fMV,U_-LIWVG1—射麴信號發生器]FA——寬帶功率放大器事LPF/HPF--低通濾波器和/戰哥通波波器1T1可變奈減器9T2——固定表減器(6四);S1——射費開關.A.B.射頻信號發生器(帶寬150kHz?230MHz有幅度調制功能,能手動或自動掃描,掃描點A.B.的留駐時間可以設定,輸出信號的幅度可自動控制)。射頻功率放大器(取決于試驗方法及試驗的嚴酷度等級)。
C.低通和高通濾波器(用于避免信號諧波對試品產生干擾)。D.固定衰減器(衰減量固定為6dB,輸出阻抗為50◎。采用固定衰減品的目的是要減少功放至耦合網絡間的不匹配程度,在安裝時要盡量靠近耦合網絡)。E.干擾耦合設備:它可以將干擾信號很好地耦合到與受試設備相連的各種電纜上。它在規定頻率范圍內具有規定的共模阻抗:從受試設備端口看進去的共模阻抗在0.15?26MH比圍內為150◎±200;在26?80MH龍圍內為150a(+600——400)。耦合/去耦網絡(CDN視被耦合電纜的不同,所選用的耦合/去耦網絡也不同。3、測試方法1)直接注入網絡這是信號源(內阻50◎)經一個100Q電阻(它與信號源內阻一起形成一個150Q的共模電阻)直接注入同軸電纜屏蔽層的簡單網絡。o.lm支律(輔聃設備)解匿電愧u-地*考平面50mm>30rrwn去刷裝置U>280l*H>0-1m<£<0.3m3o.lm支律(輔聃設備)解匿電愧u-地*考平面50mm>30rrwn去刷裝置U>280l*H>0-1m<£<0.3m3叫如果可作b)直接注入到屏蔽電城的原理困0.1m支撐EUT2)適合于非屏蔽電纜試驗的耦合/去耦網絡耦合夾:對于多芯電纜的試驗(例如6芯以上的電纜)在進行射頻傳導干擾抗擾度試驗時,采用耦合夾注入方式比較合適。標準中推薦的注入方式有電流夾和電磁耦合夾兩種。注意,在夾注入方式中,耦合和去耦功能是分開的,夾子僅僅提供耦合,而共模阻抗和去耦功能是建立在輔助設備上的,就如同輔助設備是耦合和去耦裝置的一部分。電磁耦合夾比電流夾復雜,它是通過感性和容性耦合對被試電纜注人射頻傳導干擾適合于非屏蔽電纜試驗的耦合/去耦網絡的作用是將干擾信號以一個確定的共模阻抗耦合到各條非屏蔽電纜去。通常對所有電源線都推薦使用耦合/去耦網絡,但對于大功率的(如電流大于等于16A)和復雜的供電線路(多相或多種電壓供電的線路)可考慮選用其他注入方法。對耦合/去耦網絡的基本要求是:1)提供騷擾信號到試品相應端口間的通路;2)提供穩定的信號源內阻;3)對可能進入輔助設備的干擾信號提供去耦;4)對從輔助設備送過來的有用信號不產生過份的影響。3)鉗注入a)電磁鉗:電融如Q.15MJIz?I26X3Et_6X4C6(X4C&底面(耳觀)國1鐵翅體環尺寸由6X15mtn1。個455型,NiZn#=1。。26個3cli型,MnZn小=43002一固定在相上的半圓柱銅片.3——低號體板’4——接地帶m5/0—把被測電蝶由帶壓蛆彈簧的絕級材料壓人凹槽的裝置(此部分著不見h7——鐵氧體管*4C65:8——同軸電纜“50d帶BNC連接器:9Z行斷開關]10——第二部分槽口手H—固定鐵氧體的塑料件(上半環工12底部絕緣板?13——Zi,Zt的保護板?EUT——受試設備.Z1——串聯阻擾1Gr2OpF-100pF.Lt=0.15西昌*500/12WfZz——申襲阻抗T&:0.gn/12W.電磁鉗與常規的電流注入鉗相比:在10MH擬上頻率有不小于10dB的方向性,所以在
10MH擬上電磁鉗的特10MH擬上電磁鉗的特b)電流夾電流夾(見下圖)是通過感性耦合來與試品電纜建立電流注入關系的,為了使電流夾與電纜間的電容耦合為最小,試驗時要把電纜放在夾的中心位置上。.叱[:;,“,■■,■■..,...電流探頭為圓環形卡式結構,其核心部分是一個分成兩半環的高磁導率磁芯,磁芯上繞有N匝導線。當電流探頭卡在被測導線上時,被測導線充當一匝的初級線圈,次級線圈則包含在電流鉗中。測量頻段:20Hz—400MHz輸入阻抗:50◎。內環尺寸:32mm-67mm電流注入鉗主要用于分立的饋線和兩個單元之間整體電纜束注入射頻電壓。1、測試舉例o.ieut時朦信號源jjL1V3嘰如果可能地野秀平面*聃訛各1輯班設品o.ieut時朦信號源jjL1V3嘰如果可能地野秀平面*聃訛各1輯班設品W眥IE支押SOnun.itirriT——墻摟50口負就?T2——功率衰減器(6d期;CDN耦合和去幅網絡】注入伯:電流鉗型電馨財.用耦合/去耦網絡的試驗方法為例單個試品的試驗配置見下圖所示。試品應放在高出參考接地板0.1m的絕緣支座上。對臺式設備,參考接地板也可放在試驗桌上。注意,試品距任何金屬物體(包括屏蔽室的墻壁等)至少要有0.5m以上。要為所有受試電纜提供耦合/去耦網絡。耦合/去耦網絡要放在離試品0.1?0.3m^的參考接地板上,并與參考接地板連接。耦合/去耦網絡與試品間的電纜應盡可能短,不允許捆扎或盤成圈,電纜的離地高度為30?50mm如果試品有其他接地端子,則應通過耦合/去耦網絡CDNM1參考接地板相連。如果試品有鍵盤或手提式附件,那么模擬手(模擬在一般操作條件下的人體阻抗的電氣網絡)應放在該鍵盤上或纏繞在附件上,并連接到參考接地板上。所有與試品有關的設備及保證數據傳輸和性能評估所必須的輔助設備應通過耦合/去耦網絡與試品連接。但待試電纜數目應盡可能限制在必不可少的數量范圍內。1.1.3輻射騷擾測試測試起因輻射發射測試,是測量EUT通過空間傳播的輻射騷擾場強。可以分為磁場輻射、電場輻射,前者針對燈具和電磁爐,后者則應用普遍。另外,家電和電動工具、AV產品的輔助設備有功率輻射的要求(稱為騷擾功率)射頻輻射電磁場干擾是人們最早考慮的電磁干擾,旨在限制這些設備的電磁騷擾的發射,以便實施對通信和廣播的保護。測試標準a)電場輻射:CISPR22,CISPR13,CISPR11,CISPR14-1b)磁場輻射:CISPR15(工作電流頻率超過100Hz的燈具),CISPR11(電磁爐);c)騷擾功率:CISPR14-1(工作頻率不超過9kHz的一部分設備除外),CISPR13(只對輔助設備)。測試介紹1、儀器和設備:A.電場輻射:接收機(1G以下)、頻譜儀(1G以上)、電波暗室、天線(1G以下一般用雙錐和對數周期的組合或用寬帶復合天線,1G以上喇叭天線);B.磁場輻射:接收機、三環天線或單小環遠天線;C.騷擾功率:接收機、功率吸收鉗。接收機遵循CISPR16-1-1的要求,天線、場地遵循CISPR16-1-4的要求,吸收鉗遵循CISPR16-1-3的要求。2、測試布置:(1)如果懸垂電纜的末端與水平接地平板之間的距離不足40cm,又不能縮短至適宜的長度,那么電纜的超長部分應來回折疊成長30?40cm的線束。(2)不與外設相連的I/O信號電纜的末端,如果由于操作的需要,可以使用適當的終端阻抗與電纜的末端相連。(3)多插座的里遮盒應與金屬接地平板等高,并直接接到接地平板上。(注:如果使用人工電源網維(AMN,該AMN^Z安裝在水平接地平板的下面。)(4)手動操作的裝置(如幽皿等)的電纜應按正常使用時的位置放置。(5)除了顯示器,外設相互之間及外設與控制器之間的距離應為10cm;如果條件允許,顯示器應直接放在控制器的上面。(6)電源電纜應垂落至地面,然后與插座相連。電源插座與電源線之間不應增加額外的電源線。(7)場輻射:也是分臺式與落地式,與傳導發射相同(8)磁場輻射:不同尺寸的三環天線對能夠測試的EUT最大尺寸是有限制的,以2m直徑的環形三環天線為例,長度小于1.6m的EUT能夠放在三環天線中心測試;在CISPR11中,超過1.6m的電磁爐用0.6m直徑的單環遠天線在3m外測量,最低高度1m;(9)騷擾功率:分臺式與落地式,臺式設備放在0.8m的非金屬桌子上,離其他金屬物體至少0.8m(通常是屏蔽室的金屬內墻,這個距離要求在CISPR14-1中是至少0.4m);落地式設備放在0.1m的非金屬支撐上;被測線纜(LUT布置在高0.8m、長6m的功率吸收鉗導軌上,吸收鉗套在線纜上,電流互感器端朝向被測設備.如果被測設備有其他線纜,在不影響功能的情況下能斷開的斷開,不能斷開的用鐵氧體吸收鉗隔離。3)測試頻段:電場輻射一般是30MHz-1GHz(有些產品需要測超過1G,根據具體標準的規定),磁場9kHz-30MHz,騷擾功率30-300MHz(10)試限值:隨不同標準,場地是3m10m或其他尺寸,不同的產品分類(Group1/2,ClassA/B)而限值不同3、測試過程:①應針對試品選擇相應的限值要求。②對環境電平應分別進行水平和垂直極化測量。③按自動測量程序進行測量,在30?1000MH瀕率范圍內進行初測(一般用峰值檢波)此時天線應在某一適當高度;轉臺置于某一適當角度。④在0。?360。之間旋轉轉臺,尋找某一(初測時騷擾較大)頻率點上試品的最大騷擾電平(準峰值)。⑤在④在基礎上繼續在1?4mW度范圍內升降天線,尋找該頻率點上試品的最大騷擾電平(準峰值)。⑥在所有較大騷擾電平所對應的頻率點上重復④和⑤尋找最大騷擾電平的測量工作。在一種天線極化方向測量完畢后,再改變為另一種天線極化方向1.1.3.4注意事項1、因為輻射發射結果與產品布置的關系尤為密切,因此需要嚴格按照標準布置包括產品、輔助設備、所有電纜及用來連接天線與測量接收機的同軸電纜的走向在內的受試樣品;測試布置仍然是測試最需要的環節。2、EUT應按照設計要求在額定(標稱)工作電壓和典型的負載條件(機械性能和電性能)下運行,應盡可能使用實際負載。試驗程序應確保信息技術設備(ITE),無論設備或系統,其各個組成部分能夠正常運行。3、試品與接地平板之間的相對位置(如果是系統,還要注意設備之間的距離)、連接線的擺放、電源線的捆扎、電源插座的連接等。4、由于測得的是合成波的迭加結果,因此為了尋找最大點,對每一個頻率點上都應使天線在1?4m范圍內調節。又由于試品本身的不對稱,所以在天線的每一高度上要求t^品在0°?360°之間旋轉。5、由于不同的試品會有不同的場的分布,所以測量應當在兩個極化方向上進行。6、為了能重現試驗結果,以上各注意點非常重要,應一一詳加記錄,如有可能,最好采用數碼相機拍攝試驗布局。1.1.4射頻輻射電磁場抗擾度測試測試起因射頻輻射電磁場對設備的干擾往往是由設備操作、維修和安全檢查人員在使用移動電話時所產生的,其他如無線電臺、電視發射臺、移動無線電發射機和各種工業電磁輻射源(以上屬有意發射),以及電焊機、晶閘管整流器、熒光燈工作時產生的寄生輻射(以上屬無意發射),也都會產生射頻輻射干擾。測試標準GB/T17626.3(等同于國際標準IEC61000-4-3)。16/611、試驗議器1)信號發生器要覆蓋相關的80MHz-1000MHz式驗頻段,能以1kHz的正弦波調幅至80%以模擬語音對載波頻率的幅度調制。調幅波的采用使得輻射波的瞬時功率較只用載波信號的輻射情況幾乎大了4倍,因此試驗的嚴酷度一下子提高了不少。下圖給出了載波和調幅波的試驗波形。并具有以1.5X10-3十倍頻程/秒或更低的速率自動掃頻的能力。2)功率放大器用于放大未調制和已調制的信號,并通過天線建立電磁場,使之達到所需要的等級。通常在80MHz-1000MHz范圍內要用2?3個不同的放大器才能全部覆蓋。3)天線(在不同的頻段下使用雙錐和對數周期天線。國外已有在全頻段內使用的復合天線)。4)場強測試探頭。5)場強測試與記錄設備。2、基本要求試驗在電波暗室中進行,試驗人員不得進入暗室。用工業電視監視試品的工作情況(或從試品引出可說明試品工作狀態的信號,至測定室,由專門儀器予以判定)。暗室內有天線(包括天線升降塔)、轉臺、試品及工業電視攝像機。工作人員和測定試品性能的儀器、信號發生器、場強測定儀器、計算機等設備放在測定室里。射頻功率放大器則放在功放室里。在試驗中,試驗的布局(包括布線)非常講究,應盡量詳細地記錄在案(必要時通過數碼相機拍攝布局和布線情況),以便重現和對比試驗結果3、試驗天線介紹
雙錐天線測量頻段:30—300MHz;天線輸入阻抗:50Q,輸入駐波比:<2.0對數周期天線:測量頻段:80—1000MHz天線輸入阻抗:50◎輸入駐波比:W1.5ModsI3115DnublflfllidqHdHvrnMmm雙脊喇叭天線測量頻段:1—18GHz阻抗:50a駐波比:&1.5(A/m),環天線:測量頻段:10kHz—30MHz靈敏度:-1dB(A/m),1MHz輸入阻抗:50◎環直徑:60cm。4、試驗場地介紹電波暗室產與注?力了曾明雨雷4r■上和屈解的源at材料.ffiz典型的試驗設/學例1.1.4.4注意事項:1、若受試設備由幾個部件組成,當從各個側面照射實驗時,無需調整內部每一部件位置。2、對受試設備的每一個側面要在發射天線的兩種極化狀態下進行試驗,一次在天線垂直極化位置,一次在天線水平極化位置。3、在試驗過程中應盡可能使受試設備充分運行,并在所有選定的敏感運行模式下進行抗擾度測試。1.1.5靜電放電測試起因靜電放電是一種自然現象,經驗表明,人在合成纖維的地毯上行走時,通過鞋子與地毯的摩擦,只要行走幾步,人體上積累的電荷就可以達到10-6庫侖以上(這取決于鞋子與地毯之間的電阻),在這樣一個“系統”里(人/地毯/大地)的平均電容約為幾十至上百pF,可能產生的電壓要達到15kV。研究不同的人體產生的靜電放電,會有許多不同的電流脈沖,電流波形的上升時間在100Ps至30ns之間。靜電放電多發生于人體接觸半導體器件的時候,有可能導致數層半導體材料的擊穿,產生不可挽回的損壞。靜電放電以及緊跟其后的電磁場變化,可能危害電子設備的正常工作。靜電放電抗擾度試驗模擬了兩種情況:⑴設備操作人員直接觸摸設備時對設備的放電,和放電對設備工作的影響;⑵設備操作人員在觸摸鄰近設備時,對所關心這臺設備的影響。其中前一種情況稱為直接放電(直接對設備放電);后一種情況稱為間接放電(通過對鄰近物體的放電,間接構成對設備工作的影響)。靜電放電可能造成的后果是:⑴通過直接放電,引起設備中半導體器件的損壞,從而造成設備的永久性失效。⑵由放電(可能是直接放電,也可能是間接放電)而引起的近場電磁場變化,造成設備的誤動作。測試標準國家標準為GB17626.2(等同于IEC61000-4-2)。靜電放電試驗有直接和間接兩種。標準規定直接放電以接觸放電為首選方式,只有在不能用接觸放電的地方才改用氣隙放電。對間接放電,標準中是用金屬板來模擬被試設備附近的放電物體。由于是金屬板,對間接放電無一例外是采用接觸放電為首選的放電方式。1、試驗配置由于靜電放電的電流波形十分陡峭,前沿己經達到0.7?1ns,其包含的諧波成分至少要達到500MHz以上,因此試驗室里試驗配置的規范性是保證試驗結果重復性和可比性的一個關鍵。下圖上海三基電子工業有限公司提供的臺式與落地式兩種設備的試驗配置。Ri*sttg-不在望2、實驗方法標準規定,凡被試設備正常工作時,人手可以觸摸到的部位,都是需要進行靜電放電試驗的部位(這樣的部位,除機殼以外,其他如通訊接口、指示燈、螺釘、電源線等都在考核范圍內)。試驗時,被試設備處在正常工作狀態。試驗正式開始前,試驗人員對試品表面以20次/秒的放電速率快速掃視一遍,以便尋找試品的敏感部位(凡掃視中有引起試品動作異常跡象的部位,都作為正式試驗時的重點考查部位,應記錄在案,并在正式試驗時應在其周圍多增加幾個考查點)。正式試驗時,放電以1次/秒的速率進行(也有規定為1次/5秒的產品),以便讓試品來得及作出響應。通常對每一個選定點上放電20次(其中10次是正的,還有10次是負的)。原則上,凡可以用接觸放電的地方一律用接觸放電。對有鍍漆的機殼,如制造廠未說明是作絕緣的,試驗時便用放電槍的尖端刺破漆膜對試品進行放電。如廠家說明是做絕緣使用時,則改用氣隙放電。對氣隙放電應采用半圓頭形的電極,在每次放電前,應先將放電槍從試品表面移開,然后再將放電槍慢慢靠近試品,直到放電發生為止。為改善試驗結果的重復性和可比性,放電電極要垂直試品表面。間接放電:①對水平耦合板,放電槍垂直地在離開試品0.1m處用接觸放電方式進行放電。②對垂直耦合板,耦合板應放在離試品0.1m處,放電槍要垂直于耦合板一條垂直邊的中心位置上進行放電。對試品垂直方向的四個面都要用垂直耦合板做間接放電試驗。3、試驗等級標準將試驗等級分成四級:對接觸放電分別設為2kV、4kV、6kV和8kV;對氣隙放電分別設為2kV、4kV、8kV和15kV。圖3力電放電發生圖3力電放電發生RS揄出電床的總壑波形目體便在表2中給出.4、實驗注意事項:試驗等級的選擇與環境因素有關(環境越干燥,試驗電壓等級也越高)。但對一臺具體的產品來說,往往已在相應的產品族標準或產品標準中給出(連同試品的合格評定準則也一并給出)。標準之所以用接觸放電作為放電的首選方式,是因為接觸放電的不確定因素較少。接觸放電有著極其陡峭的上升時間,因此放電電流波形中包含了極其豐富的諧波成分,即使選擇比較低的試驗電壓,也能取得比同樣等級中電壓較高的氣隙放電有更加嚴格的測試結果。靜電測試前要檢查設備結構是否完整,螺絲是否緊固。接口部分連接是否滿足設計工藝。實驗需要的輔助設備是否有足夠的保護。實驗使用的線纜是否符合產品實際使用要求。典型接口要保證設備測試期間保持工作。試驗過程中不僅要觀察數據通信是否正常,還要觀察指示燈是否有亂閃現象,依據告警輸出是否有誤操作現象。1.1.5.5常用解決辦法機殼設計,接地設計,接口設計,電纜設計,PC酸計,軟件設計。一般ESD對策準則:(1)在易感CMOSMOS器件中加入保護二極管;(2)在易感傳輸線上(地線在內)串幾十歐姆的電阻或鐵氧體磁珠;(3)使用靜電保護表面涂敷技術,使ESD難以機芯放電,經證明十分有效;(4)盡量使用屏蔽電纜;(5)在易感接口處安裝濾波器;并將無法安裝濾波器的敏感接口加以隔離;(6)選擇低脈沖頻率的邏輯電路;(7)外殼屏蔽加良好的接地。1.1.6快速脈沖群測試測試由來模擬電網中機械開關對電感性負載切換時所引起的干擾,從而完成對電氣和電子設備在抗擊電快速瞬變脈沖群性能方面的考核。實踐表明,當電路中機械開關對電感性負載的切換,經常會對同一電路中的其他電氣和電子設備產生干擾。經研究,這種干擾的特點是,脈沖成群出現,脈沖重復頻率較高,脈沖波形的上升時間短暫,但單個脈沖的能量較小,一般不會造成設備故障,但使設備產生誤動作的情況經常可見。根據研究,脈沖群干擾之所以會造成設備的誤動作,是因為脈沖群對線路中半導體器件結電容的充電,當結電容上的能量積累到一定程度,便會引起線路(乃至設備)的誤動作GB/T17626.4(等同于國際標準IEC61000-4-4)。1.1.6.3測試介紹1、實驗波形1、實驗波形?輸出到50門負載it冷負程阻抗,上升時向m卬±30%ns持續時間白袋0訃值)上鼬口士前郭)ns峰值電根據&2的電壓值*門士1。%)kV(接5。n負載的豉形見圖3)上升時間人5口土加翳)1持續時阿。(5。%值)=50騏,容許一15n3刎+100g的偏差峰值EUlk:根據表士的電壓值Xe土加%)kV(見下面關于表2的注幻50〔1±2為n1OQOC1±2%)n井1KM容不大于6pF.電阻在直流條件下制室.電耗使用低虢匚作的隙昭通容去網堂.*1試驗等緞H扁相出巡輪電壓打沖沖的座發粉中等駛在供電由肆牖口,保井接地TE)在1『。£雄人『輸出)指號.數蠟瓠控制端口電壓峰值/JtV面把頻率,k小電壓崢佰,kV重總額率/kHi10.55或者1000.2S5或者loo2)5或者100455或界1003£S或者10015或者JW445或君10。Z5或者100X*特定持定特定精宸在1:帝俄上用0的第jt環率.林而」凸口卜片更掛近實除情訛.專業屏凈化技術委負會應決定*了特定的產務或苦產品炎由桁美的那些疆率.tt2.無F旗”產馬,電母量1】知J/U幅口之間諛有刮咕的區附,在這種情況下.應作行業標現ft技本關W會艇堀試期R的察需定如何進行.-??X”是一個開放等里,在專用設爵技術覘慈中必筑對這個例醋岫聯現定.3、實驗布置HJT文■中■特性網售量鋁tWi文■中■特性網售量鋁tWi是當新商在矍試詆書同時進行試哨『打光試設飾有耦存戈的明聲&h0,6rn±Q.&5mb當只對一臺受試設備己行試觸時.春性禍會光?IHF受試設防之間心埴括人一個去囑網培*t£t由快3:瞬履豚沖抑及乍尊勢而師壁割卷蛔哥牛牙血?圖10用于實喻字試嘛的利用容性?舍央進行試除的試般配置示例EF1/H支丁整技刷出於帕里花候地.相員在就險甘tlEF1/H支丁整技刷出於帕里花候地.相員在就險甘tl中原位元件,瀘『一保護加?N一小蛛;L栩維i7i去精電恪?C.-據含電容.注h亢旅增子箝類微方式批明L注處若產品戌產品集標瘡中有規定,精介,去用闞培和景苴母品之間的信號物電源線繾可檢至1E.用9用于實驗室試騙的試驗電國直接氓合到交流/宜流電西端口/*于的試吟配置示例4、實驗說明測試對電源線,通過耦合/去耦網絡來施加試驗電壓。對信號線、控制線通過電容耦合夾來施加試驗電壓。脈沖群試驗是利用干擾對線路結電容充電,當其能量積累到一定程度,就可能引起線路(乃至系統)出錯。因此線路出錯有個過程,而且有一定偶然性,不能保證間隔多少時間必定出錯,特別是當試驗電壓接近臨界值時。為此,一些產品標準規定電源線上的試驗是在線一地之間進行,要求每一根線在一種試驗電壓極性下做三次試驗,每次一分鐘,中間間隔一分鐘;一種極性做完,要換做另一種極性。一根線做完,再換做另一根線.1.1.6.4注意事項1)沒有參考接地板,干擾就加不到試品去;2)沒有足夠大的接地板,就不能保證試驗結果的正確性。3)由于脈沖群的單個脈沖前沿達到5ns,半寬達到50ns,說明其中含有極其豐富的諧波成分,幅度較大的頻率至少要達到60MHz以上。對電源線來說,那怕長度只有1m由于長度已可和傳輸頻率的波長相比,已不能以普通電源線對待,信號在上面傳輸時,部分仍通過線路進入試品(傳導);部分要從線路逸出,成為輻射信號進入試品(輻射)。故試27/61品受到的干擾實際上是傳導與輻射的結合傳導與輻射的比例將與電源線長度有關:線路短,傳導多;線路長,輻射強。而且輻射強弱還和電源線與參考接地板的貼近程度有關(反映為線路與參考地之間的分布電容),線路離接地板近,分布電容大(容抗小),干擾不易以輻射方式逸出;反之亦反。因此,試驗用電源線的長度、離參考接地板的高度,乃至電源線與試品的相對位置,都可以成為影響試驗結果的因素。4)為了保證試驗結果的重復性和可比性,還要注意每次試驗時附在試品上的附加導線根數、及擺放位置是否一致。這是因為脈沖群試驗除了有傳導干擾外,還存在一定程度的輻射干擾,不同的導線數目,不同的導線擺放位置,試品對輻射干擾的響應情況是不同的。5)還要提醒試驗人員的是,不同的試驗運行程序,也可能影響試驗結果,這是因為不同的試驗運行程序對試品結電容的充放電情況也是不同的^1.1.7浪涌測試測試由來雷電產生浪涌(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生電壓;b)在建筑物內、外導體上產生感應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,這種雷擊產生的磁場);c)附近直接對地放電的雷電入地電流耦合到設備組接地系統的公共接地路徑。當保護裝置動作時,電壓和電流可能發生迅速變化,并可能耦合到內部電路。適用于電氣和電子設備在規定的工作狀態下工作時,對由開關或雷電作用所產生的有一定危害電平的浪涌(沖擊)電壓的反應,該標準不考慮直擊雷。測試標準GB/T17626.5,IEC61000-4-5測試介紹1、試驗目的:28/61對電氣和電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到浪涌(沖擊)干擾時的性能進行評定。評定設備在遭受浪涌(沖擊)騷擾時產品的性能。2、試驗發生器a)信號發生器的特性應盡可能地模擬開關瞬態和雷擊瞬態現象;b)如果干擾源與受試設備的端口在同一線路中,例如在電源網絡中(直接耦合),那么信號發生器在受試設備的端口能夠模擬一個低阻抗源;c)如果干擾源與受試設備的端口不在同一線路中(間接耦合),那么信號發生器能夠模擬一個高阻抗源。對于不同場合使用的產品及產品的不同端口,由于相應的浪涌(沖擊)瞬態波形,各不相同,因此對應的模擬信號發生器的參數也各不相同。3、試驗波形表21.2/50產k8/20/波形參數的定義定攵根據GB/T)6327,]根據IEC6tH69-l波前時間羋峰值時間上升時間(10K-90%)產持續時間信0%—5n興)開路電壓1,2X(1±3DK)50乂門士和九)1X(1±3O^>50乂門土胃口拓)擔路電流BX£1±2。邦)20XC1±20S)16X<]±Z0>J)注:在現行IEC出版物中,1.廿50z和鋁加圈被形通常投心即丁1假2工】規定,辦圖;!和圖3所示?其他的IEC推薦馀準按1ECG04691規定放股,如我3所示*對本部分,河種定義都是有效的,但所指的是同一發生器?波前時間:丁土加%)”羋峰值時間|蓊=3X口±20%)現注:精合/去耦網癖輸出端的開路由壓城形可存在較大的下沖,某本上同幽3所示的曲規.圖2未連接CDN的發生器輸出譴的開路電壓波形(L2/50m)(GE/T16927.1的波形定義)波前時閭1一1.25XTTX11±ZO乂用耳半峰值時間工丁j=20X門士加%)伊、注:加%的下沖規定只適用于度生器的蠟出端*在總合/去塔網絡的輸出端,對下沖或過神沒有限制.圖3未連接CDN的發生器物出端的短篇電流波器(8/2口rsXGB/T16927.1的波形定義)委AIQ/700psr5/320ps波形參數的定義定又根據ITU-TK系列和GB/T16927+1根據IEC6046B-1波前時間F3半峰值時間上升時間犍持續時間C50>S-SG^)梆開路電壓L0X(li3o5i)700X(1±20^)6.5X(l±30^)700X(1±20^)短路電流5X(l±20S)3Z0X(1±20%)4X(l±ao%)300X<l±20^)注r在現行JECITU-T出版物中門0〃。0心波形通常按GE/T16927,1規定?如圖5和圖6所示.其他的IEC推苒標相按1EC5046&-1規定波形,如表4所示.對本部分.,兩將定義都是有效的,但所指的是同一發生器.披前的何:鼻口L67XT=1OXC±3O%).半峰值時間:士加胃》”圖5開路電壓波形(10/7加ms)(GB/T16927.1的波形定義)披歐時間:/『1.弱*735丈門士鴕其)叫聿峰01酎聞d看=3如其門上如先)口土注t在GB/T16期兀1中,流電規定為5/S20”,出在1EC604691中設定力”和。師兄處,迨個披形題在圖4開美質打開情乩下惻最的.圖6短躇電流波彩(5/32。ps)(GB/T16927.1的波形定義).4、試驗波形選擇依照傳統,1.2/50^s電壓波用于絕緣基本沖擊水平的測試。在絕緣閃絡前近似于開路。8/20^s電流波用于向SPD注入大量電流。就像閃電引起的過應力,開路電壓和短路電流是同一現象的不同方面,從而當預先不了解負載狀況或者浪涌期間負載可變時,將二者合成一個單一的波形是很有必要的。當一般的負載特性可知時(例如一個SPD,可以用單獨的發生器做電壓電流的獨立測試。對電信端口,通常采用的是10/700s的符合CCITT要求的試驗信號發生器。。類士保護良好的電氣環境,常常在向專用的房間內¥1類士有部分保護的電氣環境爭£類『電埴隔閽也好,甚至頷走錢也隔離胡好的電氣環境?3類;電纜平行敷設的電氣環境;4美,互連線按戶外電城沿電源電纜敷設并且這些電填蒞作為電子和電氣線路的電氣環境中5類,在非人口稠密區電子設備與通信電纜以及架空電力線路連接的電氣環境*X類,產品技術要求中規定的特殊環境.
表A.1試驗等皴的選擇〔取決于安裝情況)送腕等繳thM)安裝類到Actiiffiwaa△心他聞和不直賽比電源朝苴接作對林工作的對醐工杵的電加麟的P。連至電網的凡匚I/O連至電圉的H.CLI/O與其連接的de.I/O電路/盥踏?*路/魏雷1r和通信娃,融舍方式聃針方式聃合方式耦存方式福音方式&效技修箴就蚪城線地軟相Mttft圖商城地線懾戰第0NANANANANANANANAN是NANANA1NA0.5NANANANANA0.5NAQ.5NANA30.51.0NANANANA0.51.0NA1.0NA0.S3L02LQLT2,0ML0,工4Uoc2.LNA△片?NAZ.0,2.04"£0*4.tJj九小4tMT4.0blNA4.0卜工NA妣伊5■.2.0L臚2,04.臚2.04.外NA4.心NAL0**取決于當地電力系fit的等能.b通惜帶一次保護進行潮戰.e加奧電像徑潼不大于IOe,試36等夔可以降低一級.d不建設對實際使用氏度媼干】。m的數據電盤進行讀物**如果規定的保護饕置放在EU丁的上帝電路.則優酷等培成速馬未安裝保護裝置時的保護?握?致.f育速通信鞋可也是非對稱瓏.對WcSL群癡的1/門和通信稅*賽地《和發生器)與安裝類別的關系如下*第1~4類J.2/50"5<3/20產G第5類工對于電源線端口和短距離侑號電路/線路端口」,廿50p9(8/20產)第1~5類1對于對稱通信線路J0/7OO網(5/320內)源阻抗應與有關的試騙配置圖中標明的一樣.5、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。文(,》施供電網絡文(,》施供電網絡用于電源端浪涌(沖擊)試驗配置(差模方式)交(宜〉也供帆I精用于電源端浪涌(沖擊)試驗配置(共模方式)oi力跳nta交(宜〉也供帆I精用于電源端浪涌(沖擊)試驗配置(共模方式)oi力跳ntaAITHJ±IJ-JJ±unnuAuHUS*t><11=hQt><11=hQ~Y^'f-_EUT使用l,;/50產發生H盾的計算:軻如:當?=4時?%?,乂40Q"160mia大厘SO口.他用1Q/7OQ”或生潴時以4的計算,由醉匠配電R1降/相03由在每個弓城上的撲都電段Jta-rM?50健韓(時于E般導技E^于成大于2L當F,4時,R-=4X25n=1M力津。不應斑過250口*L=20mH,電施科簪萬以色痔全第4個較■,也可門很包雷朋中般使用的成對統由.Rl的值/決于悌楠信號允許的青戚?注」圖中的,悻版電管可以用箝也電圖】料改代.6.試驗實施電源、信號和其他功能電量應在其額定的范圍內使用,并處于正常的工作狀態。根據要進行試驗的EUT的端口類型選擇相應的試驗試驗波形發生器和耦合單元及相應的信號源內阻。根據受試設備端口及其組合,依次對各端口施加沖擊電壓,根據受試設備端口及其組合,依次對各端口施加沖擊電壓,每種組合應針對不同脈沖極性進行測試,兩次脈沖間隔時間不少于1min。對電源端子進行浪涌測試時,應在交流電壓波形的正、負峰值和過零點分別施加試驗電壓。對電源線和信號線應分別在不同組合的共模和差模狀態下施加脈沖沖擊。每種組合狀態至少進行5次脈沖沖擊。若需滿足較高等級的測試要求,也應同時進行較低等級的測試,只有兩者同時滿足,我們才認為測試通過。不同的產品或產品族標準對試驗的實施可能根據產品的特點有特定的規定導致浪涌沖擊抗擾度試驗失敗的原因浪涌脈沖的上升時間較長,脈寬較寬,不含有較高的頻率成分,因此對電路的干擾以傳導為主。主要體現在過高的差模電壓幅度導致輸入器件擊穿損壞,或者過高的共模電壓導致線路與地之間的絕緣層擊穿。由于器件擊穿后阻抗很低,浪涌發生器產生的很大的電流隨之使器件過熱發生損壞。對于有較大平滑電容的整流電路,過電流使器件損壞也可能是首先發生的。例如,對開關電源的高壓整流濾波電路而言,浪涌到來時,整流電路和平滑電容提供了很低的阻抗,浪涌發生器輸出的很大的電流流過整流二極管,當整流二極管不能承受這個電流時,就發生過熱而燒毀。隨著電容的充電,電容上的電壓也會達到很高,有可能導致電容擊穿損壞。通過浪涌抗擾度試驗應采取的措施雷擊浪涌試驗有共模和差模兩種,因此浪涌吸收器件的使用要考慮到與試驗的對應情況。為保證使用效果,浪涌吸收器件要用在進線入口處。由于浪涌吸收過程中的di/dt特別大,在器件附近不能有信號線和電源線經過,以防止因電磁耦合將干擾引入信號和電源線路。此外,浪涌吸收器件的引腳要短;吸收器件的吸收容量要與浪涌電壓和電流的試驗等級相匹配。雷擊浪涌試驗的最大特點是能量特別大,所以采用普通濾波器和鐵氧體磁芯來濾波、吸收的方案基本無效,必須使用氣體放電管、壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和半導體放電管等專門的浪涌抑制器件才行。浪涌抑制器件的一個共同特性就是阻抗在有浪涌電壓與沒浪涌電壓時不同。正常電壓下,它的阻抗很高,對電路的工作沒有影響,當有很高的浪涌電壓加在它上面時,它的阻抗變得很低,將浪涌能量旁路掉這類器件的使用方法是并聯在線路與參考地之間,當浪涌電壓出現時,迅速導通,以將電壓幅度限制在一定的值上。壓敏電阻、瞬態抑制二極管和氣體放電管具有不同的伏安特性,因此浪涌通過它們時發生的變化不同,圖20對浪涌通過這三種器件時的變化進行了比較.壓敏電阻當壓敏電阻上的電壓超過一定幅度時,電阻的阻值大幅度降低,從而浪涌能量泄放掉。在浪涌電壓作用下,導通后的壓敏電阻上的電壓(一般稱為鉗位電壓),等于流過壓敏電阻的電流乘以壓敏電阻的阻值,因此在浪涌電流的峰值處鉗位電壓達到最高。(1)優點:峰值電流承受能力較大,價格低。(2)缺點:鉗位電壓較高(取決于最大浪涌電流),一般可以達到工作電壓的2?3倍,因此電路必須能承受這么高的浪涌電壓。另外,壓敏電阻隨著受到浪涌沖擊次數的增加,漏電流增加。如果在交流電源線上應用會導致漏電流超過安全規定的現象,嚴重時,壓敏電阻會因過熱而爆炸。壓敏電阻的其他缺點還有:響應時間較長,寄生電容較大。(3)適用場合:直流電源線、低頻信號線,或者與氣體放電管串聯起來用在交流電源線上。.瞬態抑制二極管(TVS當TVS上的電壓超過一定幅度時,器件迅速導通,從而將浪涌能量泄放掉。由于這類器件導通后阻抗很小,因此它的鉗位電壓很平坦,并且很接近工作電壓。(1)優點:響應時間短,鉗位電壓低(相對于工作電壓)。(2)缺點:由于所有功率都耗散在二極管的PN結上,因此它所承受的功率值較小,允許流過的電流較小。一般的TVS器件的寄生電容較大,如在高速數據線上使用,要用特制的低電容器件,但是低電容器件的額定功率往往較小。(3)適用場合:浪涌能量較小的場合。如果浪涌能量較大,要與其他大功率浪涌抑制器件一同使用,TVS作為后級防護。.氣體放電管當氣體放電管上的電壓超過一定幅度時,器件變為短路狀態,阻抗幾乎為零。這種導通原理與控制電感性負載的開關觸點被擊穿的原理相同,只是這里兩個觸點之間的距離和氣體環境是控制好的,可使擊穿電壓為一個確定值。氣體放電管一旦導通后,它上面的電壓會很低。(1)優點:承受電流大,寄生電容小。(2)缺點:響應時間長。另外,由于維持它導通所需要的電壓很低,因此當浪涌電壓過后,只要加在氣體放電管上的電壓高于維持電壓,它就會保持導通,在交流場合應用時,只有當交流電過零點時,它才會斷開,因此會有一定的慣用電流。由于跟隨電流的時間較長,會導致放電管觸點迅速燒毀,從而縮短放電管的壽命。(3)適用場合:信號線或工作電壓低于導通維持電壓的直流電源線上(一般低于10V);與壓敏電阻組合起來用在交流電源線上。.氣體放電管和壓敏電阻組合應用氣體放電管和壓敏電阻都不適合單獨在交流電源線上使用。氣體放電管的問題是它的電流效應。壓敏電阻的問題是隨著受浪涌作用的次數增加交流漏電流增加。一個實用的方案是將氣體放電管與壓敏電阻串聯起來使用。如果同時敏電阻上并聯一個電容,浪涌電壓到來時,可以更快地將電壓加到氣體放電管上,縮短導通時間。這種氣體放電管與壓敏電阻的組合除了可以避免上述缺點以外,還有一個好處就是可以降低限幅電壓值。在這里可以使用導通電壓較低(低于工作電壓)的壓敏電阻。從而可以降低限幅電壓值。該連接方式對浪涌電壓的抑制作用如圖21所示氣體放電管和壓敏電阻串聯使用的效果采用組合式保護方案能發揮不同保護器件的各自特點,從而取得最好的保護效果。浪涌經過壓敏電阻和氣體放電管后,會殘留一個較窄的脈沖,這是由于氣體放電管導通點較高所致。由于這個脈沖較窄,因此很容易用低通濾波器濾除。實用的浪涌防護電路是在浪涌抑制器的后面加低通濾波器.地線反彈的抑制當并聯型的浪涌抑制器發揮作用時,它將浪涌能量旁路到地線上。由于地線都是有一定阻的,因此當電流流過地線時,地線上會有電壓。這種現象一般稱為地線反彈。地線反彈對設備的影響如下:(1)浪涌抑制器的地與設備的地不在同一點,設備的線路實際上沒有受到保護,較高的浪源電壓仍然加到了設備的電源線與地之間。解決辦法是在線路與設備的外殼(地)之間再并聯一只浪涌抑制器。(2)浪涌抑制器的地與設備的地在同一點,這時,該臺設備的線路與地之間沒有浪涌電壓,受到了保護,但是如果這個設備與其他設備連接在一起,另一臺設備就要承受共模電壓。這個共模電壓會出現在所有連接設備1與設備2的電纜上。解決的方法是在互連電纜的設備2一端安裝浪涌抑制器1.1.8電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗測試由來主要驗證設備在正常使用中由于供電網絡電壓波動變化,設備的工作情況。相關標準GB/T17626.11-2008電磁兼容試驗和測量技術電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(eqvIEC61000-4-11:2004)GB/T17626.29-2006電磁兼容試驗和測量技術直流電源輸入端口電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(eqvIEC61000-4-29:2000)測試介紹1、測試儀器程控交流電源供應器Chroma.61504、網絡測試儀2、測試方法1)、電壓暫降是指電氣系統某一點的電壓突然下降,在經歷半個周期到幾秒鐘(AQ或幾毫秒到幾秒鐘(DQ的短暫持續期后恢復正常。短時中斷則是100%的電壓暫降。2)、選用Chroma61504,直流電壓供電,編輯電壓暫降深度和暫降時間;交流供電設備,直接調用Chroma61504內置程式IEC61000-4-11曲線進行實驗。3)、按GB/T17626.11和GB-T17626.29規定,試驗等級選擇在暫降40%70%及100對斷,每個暫降試驗做3次,每次間隔10s。4)、在進行電壓暫降、短時中斷和電壓變化的過程中,按照交換功能測試及丟包率測試中的設置,讓EUT蔭載,使用網絡測試儀,向EU餞送報文長度和報文內容均設置為隨機(random)的100%流量全雙工測試數據流,測試試驗過程中EUT勺丟包率。5)、對于用交流電供電的設備,需要在45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°上進行試驗。但一般選擇0°和180°做試驗己足夠。6)、電壓暫降、短時中斷的試驗等級及持續時間見下表:對于用交流電供電的設備,參加下面的“表1”和“表2”:表1電壓暫降試縫優先乘用的試驗等鍛和持續時間量即電壓替降的試驗等緞和持嬖時同Ha/60I類根據世冬要求儂次進行◎%苻續時間仇5周期0%持攫時間1周期70%持續因間25抬。周期13類0%持續時阿65洞煙持續肘間1周期持續時間1萬】£周期‘70%持續時間25/30周期,3CH持堞時間25n300周期,X類1特定特定特定特定特定*分類依據GE/E1部軸.4,見附錄網卜1?乂類”由有關的標準化技術委員會進行定義.對于直接或者閩接連接到公共網絡的設備,合酷等皴不能低于2類的要求.c勺0,1匕周ST是指,口試驗采用I。冏期"和"60Hz酰驗采用12周期二■翦/如國朋,是ATMHz或驗照用25周期”和Ht成■一用卻周期,“熊口周期0是指飛DHit試戮采用250周期”和“因He試驗采用的0周期二
S2短時中斷試驗優先采用的試箍等級和持續時間類腫短附中斷的試驗等級和特線時間配Hz/60Ha)1類根據設備粵求依次進行2類0%持續時間E5O/3W周期,3類雨持窿附回250/3時期期,_X類,X*分類依據GB/T1配曲,八見附錄氏b*X類弱由有關的標準化技術委員會進行定義,對于直接或者間接連揍到公共闋絡的設備,產希等級不能低于2類的要求.c”町用期周期”是招々口出成齡果用250周ST和5°色試驗果用3優周期,對于用直流電供電的設備,參見下面的“表1a)”和“表1b)?la)電壓后降優先采用的試驗尊線和特繾時間試物項目試腌等級/%口持續時郵¥電壓也降1的和工或X0,010.030.1Q.3JXS1b)超時申斷優先采用的試驗等線和持域時間試騙用自試哈條性試驗等限/KUt待續時同。題時中斷商阻憂WAftMft0O.OQ10.003D,010$3OJ。巾1X7)電壓變化的優先選用試驗等級及持續時間見下表:對于用交流電供電的設備,參見下面的“表3”:
表3熱期供電電壓變化的時間諛定電壓試驗等級電壓降低所需時間小)降低后棺壓整持時間(G電壓增加所需時C5OHz/60Hk)70%突變1周期_25/30X*將定特定特定“.乂類”由有關的標準化技術委員會進行定義.h"25/30周期'是指"50Hr試驗采用西周期'和“制H工試臉采用視日期對于用直流電供電的設備,參見下面的“表1c)表10電壓變W優先乘用的試驗等級和持裳時間試驗項怖試腳等飯,%為存城時間人電壓變化85嗣120或冊和1州或1?0.10.31310X建廣量一個落嵬彼,工蜃一個開旗值.注2:在每一個囊中可以酰郭一個或多個試臉等版和苗城時間.注3;如果EUT進行短時中斷試整不犯住相同的持城時間盛行其他等稅的試驗.除靠當電氏者降苗于?0%%時會對沙籥的益擾度性能房痛影響.強4;0附表中的牧髭的持續時I1嘰尤其見最短的持卷時回巡行試鼬,以端信EUT刪州正常運行.1.1.8.4注意事項測試時要使設備達到最大負載。在測試過程中要根據實際規格要求檢查設備運行狀態是否滿足標準。振蕩波抗擾度測試測試由來振鈴波是一種由于電氣網絡和電抗負載的切換以及電源電路故障和絕緣擊穿或雷擊感應到低壓電纜中所產生的典型的振蕩瞬間,實際上大多數被傳播的現象是出現在供電網絡以及控制、信號線中。振鈴波廣泛地代表了居民區和工業區及各種設施中的電磁環境;它檢驗設備對于以上提到的引起具陡波特性的脈沖的現象的抗擾度是合適的。阻尼振動波主要代表了室外高、中壓變電站的絕緣體切換情況,特別是有關高壓母線的切換,以及工業裝置的背景騷擾,對于變電站中的高壓絕緣體刀閘的合、分操作將引起陡波瞬態,其時間量級可以為幾十ns,由于與高壓電路的特征阻抗失配,電壓波頭會發生包含發射在內的演變,由此高壓母線的瞬態電壓,瞬態電流的表征是其振蕩的基波頻率,而這個頻率取決于電路長度和傳播時間。測試標準GB/T17626.12,IEC61000-4-12測試介紹1、實驗等級等級共模試驗(kV)*差模試驗(kV)*10.50.25210.532/2.5**1X待定待定*表中試驗電壓為開路輸出電壓;**^GB/T14598.13-1998(對應國際標準IEC255?22?1)中取2.5kV.2、實驗波形為一上升時間(開路電壓,0.E短路電流,1gshT一振蕩周期(1。m力
圖1振鈴波的波形(開路電壓和短路電流)第一峰值電壓上升時間:75ns±20%衰減振蕩波的振蕩頻率:100kHz和1MHz兩種,土10%衰減振蕩波的重復頻率:對100kHz至少為40c/s;對1MHz至少為400c/s;衰減振蕩波的波形衰減率:在3?6周內衰減到峰值的50%一串衰減振蕩波的持續時間:不低于2s;發生器輸出阻抗:2000±20%峰值開路電壓:250V(-10%)?2.5kV(+10%;與電源頻率的關系:異步;衰減振蕩波的第一峰值極性:正/負。3、實驗配置B注?接地連線應按實際盡可能短.PE—保護接地*EU丁一受試設瞽?B—供電電源fG—試驗信號發生器+L--通訊端口/GRP接地奉考平面;G—電海端口1G—稔入,輸出端口|1>一信號/控制源?CDN一融合/去提網絡.E—接地連戰>5—絕綠支座圖5臺式設備使用參考地平面(GRP)時的試駛布置試驗配置由參考接地板、試驗儀器、耦合/去耦網絡等組成。參考接地板采用0.25mm^上的銅或鋁板。如用其他金屬板,須用厚度大于0.65mml^上。接地板尺寸取決于試驗儀器、耦合/去耦網絡、試品(包括輔助試驗設備),接地板的每一條邊應比上述組合至少大出0.1m。參考接地板應與實驗室的保護地接在一起。試驗儀器、耦合/去耦網絡和試品(包括輔助試驗設備)都放在參考接地板上面,試品要用0.1m±0.01m的絕緣物墊起,試品本身應按安裝要求接線,并以粗而短的接地導線與接地板連接(如果有接地線的話)。試品與試驗室墻壁和其他導電性結構的最小距離為0.5m。試品與耦合/去耦網絡的連線長度為1m(若連線超長,超長部分應卷成直徑為0.2m的線圈,平行地放在離參考接地板的高度為0.1m處)。發生器則TOC\o"1-5"\h\z在靠近耦合/去耦網絡處放置,連線長度為1s電源線的抗擾度試驗分共模和
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