講述幾種抗擾度試驗的目的和方法講解.

講述幾種抗擾度試驗的目的和方法講解.

摘要:詳細地介紹了幾種抗擾度試驗的目的、方法、嚴酷度等級及要求。

關(guān)鍵詞:標準抗擾度試驗

我國電磁兼容認證工作已經(jīng)起動(dòng),*批實(shí)施電磁兼容的產(chǎn)品類(lèi)別及所含內容也已基本確定,它們是聲音和電視廣播接收機及有關(guān)設備,信息技術(shù)設備,家用和類(lèi)似用途電動(dòng)、電熱器具,電動(dòng)工具及類(lèi)似電器、電源、照明電器、車(chē)輛機動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機的驅動(dòng)裝置、金融及貿易結算電子設備、安防電子產(chǎn)品、聲音和電視信號的電纜分配系統設備與部件,低壓電器。盡管產(chǎn)品不同,引用的產(chǎn)品族測試標準也不同,但其中抗擾度的試驗內容基本相同,它們是靜電放電、射頻輻射電磁場(chǎng)、脈沖群、浪涌、射頻場(chǎng)引起的傳導干擾和電壓跌落等6項。為了幫助讀者對這些標準的理解,作者試圖從試驗目的、儀器特性要求、基本配置情況、標準試驗方法和對標準的評述等方面入手,用比較簡(jiǎn)潔的文字介紹這些試驗,以加深對標準的理解。

1IEC61000-4-2(GB/T17626.2)靜電放電抗干擾試驗

1.1靜電放電的起因

靜電放電的起因有多種,但IEC61000-4-2(GB/T17626.2)主要描述在低濕度情況下,通過(guò)摩擦等因素,使人體積累了靜電。當帶有靜電的人與設備接觸時(shí),就可能產(chǎn)生靜電放電。

1.2試驗目的

試驗單個(gè)設備或系統的抗靜電干擾的能力。它模擬:

(1)操作人員或物體在接觸設備時(shí)的放電。

(2)人或物體對鄰近物體的放電。

靜電放電可能產(chǎn)生的如下后果:

(1)直接通過(guò)能量交換引起半導體器件的損壞。

(2)放電所引起的電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化,造成設備的誤動(dòng)作。

1.3靜電放電的模擬

圖1和圖2分別給出了靜電放電發(fā)生器的基本線(xiàn)路和放電電流的波形。

圖1靜電放電發(fā)生器

圖2靜電放電的電流波形

圖1中高壓真空繼電器是目前*的能夠產(chǎn)生重復與高速的放電波形的器件(放電開(kāi)關(guān))。圖2是標準放電電流波形,圖中Im表示電流峰值,上升時(shí)間tr=(0.7～1)ns。放電線(xiàn)路中的儲能電容CS代表人體電容,現*150pF比較合適。放電電阻Rd為330Ω,用以代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻?，F已證明,用這種放電狀態(tài)來(lái)體現人體放電的模型是足夠嚴酷的。

圖3信號發(fā)生器的輸出電壓波形

(a)未調制的射頻信號UPP=2.8VUrms=1.0V

(b)調制的射頻信號UPP=5.18VUrms=1.12V

1.4放電方式

直接放電(直接對設備的放電):接觸放電為形式;只有在不能用接觸放電的地方(如表面涂有絕緣層,計算機鍵盤(pán)縫隙等情況)才改用氣隙放電。

1.5試驗方法

有型式試驗(在實(shí)驗室進(jìn)行)及安裝現場(chǎng)試驗兩種,標準規定以前者為主。

試驗中一般以1次/秒的速率進(jìn)行放電,以便讓設備對試驗未來(lái)得及響應。另外正式試驗前要用20次/秒的放電速率,對被試設備表面很快掃視一遍,目的是找出設備對靜電放電敏感的部位。

試驗電壓要由低到高逐漸增加到規定值。

1.6試驗的嚴酷度等級

該試驗的嚴酷度等級見(jiàn)表1。

表1嚴酷度等級

等級

接觸放電(kV)

氣隙放電(kV)

1級2級3級4級

2468

24815

等級的選擇取決于環(huán)境等因素,但對具體的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),往往已在相應的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標準中加以規定。

1.7對試驗的評述

標準中接觸放電之所以可以用比較低的試驗電壓來(lái)進(jìn)行試驗,是因為接觸放電有著(zhù)極其陡峭的上升時(shí)間,其諧波成分更豐富,對設備的考核也更嚴格。

2IEC61000-4-3(GB/T17626.3)射頻輻射電磁場(chǎng)的抗擾度試驗該文章講述了造成射頻輻射的起因.

2.1造成射頻輻射的起因

射頻輻射電磁場(chǎng)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時(shí)所產(chǎn)生的,其他如無(wú)線(xiàn)電臺、電視發(fā)射臺、移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機和各種工業(yè)電磁輻射源(以上屬有意發(fā)射),以及電焊機、晶閘管整流器、熒光燈工作時(shí)產(chǎn)生的寄生輻射(以上屬無(wú)意發(fā)射),也都會(huì )產(chǎn)生射頻輻射干擾。

2.2試驗目的

建立一個(gè)共同的標準來(lái)評價(jià)電氣和電子設備的抗射頻輻射電磁場(chǎng)干擾的能力。

2.3試驗的嚴酷度等級

該試驗的嚴酷度等級見(jiàn)表2。

表2嚴酷度等級

等級

試驗場(chǎng)強/V·m-1

123X

1310待定

其中:1級為低輻射環(huán)境,如離電臺、電視臺1km以上,附近只有小功率在使用。2級為中等輻射環(huán)境,如在不近于1m處使用小功率,為典型的商業(yè)環(huán)境。3級為較嚴酷的輻射環(huán)境,如在1m左右的地方使用,或附近有大功率發(fā)射機在工作,為典型的工業(yè)環(huán)境。

工作時(shí)所產(chǎn)生場(chǎng)強的經(jīng)驗公式:式中:P為的功率,W;d為至設備的距離,m。

上述公式反映了在離設備很近的地方使用功率較大的,會(huì )給設備造成很強的射頻輻射電磁場(chǎng)的干擾。

2.4模擬試驗

隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,電磁環(huán)境也隨著(zhù)惡化,測試頻率已由早期的(27～500)MHz,擴展到(80～1000)MHz。其中高頻段的擴展是與的普遍使用有關(guān),它的工作頻率現已擴展到900MHz(甚至更高);對80MHz的選擇則與對測試場(chǎng)地的要求、對射頻功率放大器的功率要求和對天線(xiàn)的選用要求有關(guān)。至于80MHz以下部分,將由IEC61000-4-6標準加以補充。

試驗時(shí)要用1kHz正弦波進(jìn)行幅度調制,調制深度為80%,參見(jiàn)圖3(在早期的試驗標準中不需要調制)。將來(lái)有可能再增加一項鍵控調頻(歐共體標準已采用),調制頻率為200Hz,占空比為1∶1。

2.5基本試驗儀器

(1)信號發(fā)生器(主要指標是帶寬、有調幅功能、能自動(dòng)或手動(dòng)掃描、掃描點(diǎn)上的留駐時(shí)間可設定、信號的幅度能自動(dòng)控制等)。

(2)功率放大器(要求在3m法或10m法的情況下,達到標準規定的場(chǎng)強。對于小產(chǎn)品,也可以采用1m法進(jìn)行試驗,但當1m法和3m法的試驗結果有爭執時(shí),以3m法為準)。

(3)天線(xiàn)(在不同的頻段下使用雙錐和對數周期天線(xiàn)。國外已有在全頻段內使用的復合天線(xiàn))。

(4)場(chǎng)強測試探頭。

(5)場(chǎng)強測試與記錄設備。

當在基本儀器的基礎上再增加一些諸如功率計、計算機(包括的控制軟件)、場(chǎng)強探頭的自動(dòng)行走機構等,可構成一個(gè)完整的自動(dòng)測試系統。

2.6試驗的場(chǎng)地

采用電波暗室(主要考慮場(chǎng)地均勻性問(wèn)題。如果在這個(gè)電波暗室中還要考慮產(chǎn)品本身在工作中產(chǎn)生的電磁波干擾測試時(shí),則這個(gè)電波暗室還涉及到與開(kāi)闊場(chǎng)的比對問(wèn)題)。

為了保證試驗結果的可比性和重復性,要對試驗場(chǎng)地的均勻性進(jìn)行校驗。

2.7試驗方法

試驗在電波暗室中進(jìn)行,試驗時(shí)人員不能進(jìn)入,用工業(yè)電視監視試品的工作情況(或從試品引出可以說(shuō)明試品工作狀態(tài)的信號至測定室,由專(zhuān)門(mén)儀器予以判定)。暗室內有天線(xiàn)(包括天線(xiàn)的升降塔)、轉臺、試品及工業(yè)電視攝象機。

工作人員、測定試品性能的儀器、信號發(fā)生器、功率計和計算機等設備在測定室里。高頻功率放大器則放在功放室里。

試驗中,對試品的布線(xiàn)非常講究,應記錄在案,以便必要時(shí)重現試驗結果。

2.8場(chǎng)強、試驗距離與功率放大器之間的關(guān)系(僅供參考)。

場(chǎng)強、試驗距離與功率放大器的關(guān)系見(jiàn)表3。

表3場(chǎng)強、試驗距離與功率放大器關(guān)系

功率放大器

場(chǎng)強與試驗距離

25W

用1m法可產(chǎn)生3V/m的場(chǎng)強,當頻率高于200MHz時(shí),用1m法可產(chǎn)生10V/m的場(chǎng)強

100W

用3m法可產(chǎn)生80%調制深度的3V/m場(chǎng)強用1m法時(shí)可產(chǎn)生10V/m的場(chǎng)強

200和500W

用3m法可在1.5m×1.5m虛擬平面上產(chǎn)生10V/m場(chǎng)強,當距離縮減時(shí),可產(chǎn)生30V/m的場(chǎng)強

3IEC61000-4-4(GB/T17626.4)電快速瞬變脈沖群的抗擾度試驗該文章講述了電快速瞬變脈沖群的起因及后果.

3.1電快速瞬變脈沖群的起因及后果

電路中,機械開(kāi)關(guān)對電感性負載的切換,通常會(huì )對同一電路的其他電氣和電子設備產(chǎn)生干擾。這類(lèi)干擾的特點(diǎn)是:脈沖成群出現、脈沖的重復頻率較高、脈沖波形的上升時(shí)間短暫、單個(gè)脈沖的能量較低。實(shí)踐中,因電快速瞬變脈沖群造成設備故障的機率較少,但使設備產(chǎn)生誤動(dòng)作的情況經(jīng)?？梢?jiàn),除非有合適的對策,否則較難通過(guò)。

3.2試驗目的

進(jìn)行電快速瞬變脈沖群試驗的目的是要對電氣和電子設備建立一個(gè)評價(jià)抗擊電快速瞬變脈沖群的共同依據。

圖4快速瞬變脈沖群發(fā)生器

注:U—高壓電源RS—波形形成電阻RC—充電電阻

Rm—阻抗匹配電阻CC—貯能電容Cd—隔直電容

圖5電快速瞬變脈沖群

(a)接50Ω負載時(shí)單個(gè)脈沖波形

(b)單脈沖重復周期

(c)脈沖群周期

3.3電快速瞬變脈沖群的模擬

圖4給出了電快速瞬變脈沖群的發(fā)生器基本線(xiàn)路。脈沖群的波形則參見(jiàn)圖5所示。

對電快速瞬變脈沖群的基本要求是:

脈沖的上升時(shí)間(指10%～90%):5ns±30%;

脈沖持續時(shí)間(上升沿的50%至下降沿的50%):50ns±30%;

脈沖重復頻率:5kHz或2.5kHz;

脈沖群的持續時(shí)間:15ms;

脈沖群的重復周期:300ms;

發(fā)生器的開(kāi)路輸出電壓(峰值):(0.25～4)kV;

發(fā)生器的動(dòng)態(tài)輸出阻抗:50Ω±20%;

輸出脈沖的極性:正/負;

與電源的關(guān)系:異步。

3.4試驗配置

有兩種類(lèi)型的試驗:實(shí)驗室內的型式試驗和設備安裝完畢后的現場(chǎng)試驗。標準規定*種試驗是優(yōu)先采用的試驗;對于第二種試驗,只有制造商和用戶(hù)達成一致意見(jiàn)時(shí),方才采用。

電快速瞬變脈沖群試驗的實(shí)驗室配置與靜電放電試驗相類(lèi)似,地面上有參考接地板,接地板的材料與靜電放電的要求相同;但對臺式設備,在臺面上不要鋪設金屬板。

3.5試驗方法

(1)對電源線(xiàn)的試驗(包括交流和直流),通過(guò)耦合與去耦網(wǎng)絡(luò ),用共模方式,在每個(gè)電源端子與zui近的保護接地點(diǎn)之間,或與參考接地板之間加試驗電壓。

(2)對控制線(xiàn)、信號線(xiàn)及通信設備,用共模方式,通過(guò)電容耦合夾子來(lái)施加試驗電壓。

(3)對于設備的保護接地端子,試驗電壓加在端子與參考接地之間。

試驗每次至少要進(jìn)行1min,而且正/負極性都屬必須。

3.6試驗的嚴酷度等級

該試驗的嚴酷度等級見(jiàn)表4。

表4嚴酷度等級

等級

電源線(xiàn)上(kV)

信號線(xiàn)上(5kHz)(kV)

1234X

0.5(5kHz)1(5kHz)2(5kHz)4(2.5kHz)

0.250.512待定

表內:電壓指脈沖群發(fā)生器信號貯能電容上的電壓;頻率指脈沖群內脈沖的重復頻率。

嚴酷度等級的大體分類(lèi)是:

1級保護良好環(huán)境下的設備(如計算機機房);

2級通常有保護環(huán)境下的設備(如工廠(chǎng)中的計算機機房和控制室);

3級無(wú)保護環(huán)境下的設備(如公用電網(wǎng)、工廠(chǎng)、變電站);

4級有嚴重干擾環(huán)境下的設備(如采用氣體絕緣的開(kāi)關(guān)或真空開(kāi)關(guān)的變電站)。該文章講述了試驗的評述和標準的今后發(fā)展趨勢.

3.7試驗的評述和標準的今后發(fā)展趨勢

試驗的機理是利用脈沖群對線(xiàn)路分布電容能量的積累效應,當能量積累到一定程度就可能引起線(xiàn)路(乃至設備)工作出錯。通?？梢杂迷囼炛械木€(xiàn)路一旦出錯,就會(huì )連續不斷地出錯,即使把脈沖電壓稍稍降低,出錯情況依然不斷的現象來(lái)加以解釋。

今后發(fā)展趨勢是脈沖的重復頻率提高,但脈沖群的長(cháng)度縮短,使每群脈沖個(gè)數基本保持不變。

4IEC61000-4-5(GB/T17626.5)浪涌的抗擾度試驗

4.1浪涌的起因

(1)雷擊(主要模擬間接雷):例如,雷電擊中戶(hù)外線(xiàn)路,有大量電流流入外部線(xiàn)路或接地電阻,因而產(chǎn)生的干擾電壓;又如,間接雷擊(如云層間或云層內的雷擊)在線(xiàn)路上感應出的電壓或電流;再如,雷電擊中了鄰近物體,在其周?chē)⒘穗姶艌?chǎng),當戶(hù)外線(xiàn)路穿過(guò)電磁場(chǎng)時(shí),在線(xiàn)路上感應出了電壓和電流;還如,雷電擊中了附近的地面,地電流通過(guò)公共接地系統時(shí)所引入的干擾。

(2)切換瞬變:例如,主電源系統切換時(shí)(例如補償電容組的切換)產(chǎn)生的干擾;又如,同一電網(wǎng)中,在靠近設備附近有一些較大型的開(kāi)關(guān)在跳動(dòng)時(shí)所形成的干擾;再如,切換有諧振線(xiàn)路的晶閘管設備;還如,各種系統性的故障,例如設備接地網(wǎng)絡(luò )或接地系統間產(chǎn)生的短路或飛弧故障。

4.2試驗的目的

通過(guò)模擬試驗的方法來(lái)建立一個(gè)評價(jià)電氣和電子設備抗浪涌干擾能力的共同標準。

4.3浪涌的模擬

按照IEC61000-4-5(GB/T17626.5)標準的要求,要能分別模擬在電源線(xiàn)上和通信線(xiàn)路上的浪涌試驗。由于線(xiàn)路的阻抗不一樣,浪涌在這兩種線(xiàn)路上的波形也不一樣,要分別模擬。

圖6綜合波發(fā)生器簡(jiǎn)圖

注:U—高壓電源RS—脈沖持續期形成電阻RC—充電電阻

Rm—阻抗匹配電阻CC—儲能電容Lr—上升時(shí)間形成電感

圖7綜合試驗波

(a)1.2/50μs開(kāi)路電壓波形(按IEC60?1波形規定)

波前時(shí)間:T1=1.67×T=1.2μs±30%

半峰值時(shí)間:T2=50μs±20%(b)8/20μs短路電流波形(按IEC60?1波形規定)

波前時(shí)間:T1=1.25×T=8μs±30%

半峰值時(shí)間:T2=20μs±20%

(1)主要用于電源線(xiàn)路試驗的1.2/50μs(電壓波)和8/20μs(電流波)的綜合波發(fā)生器

圖6是綜合波發(fā)生器的簡(jiǎn)圖。發(fā)生器的波形則見(jiàn)圖7所示。

對試驗發(fā)生器的基本性能要求是:

開(kāi)路電壓波:1.2/50μs;

短路電流波:8/20μs。

開(kāi)路輸出電壓(峰值):0.5kV～4kV

短路輸出電流(峰值):0.25kA～2kA

發(fā)生器內阻:2Ω(可附加電阻10或40Ω,以便形成12或42Ω的發(fā)生器內阻)

浪涌輸出極性:正/負

浪涌移相范圍:0°～360°

zui大重復率:至少每分鐘1次

(2)用于通信線(xiàn)路試驗的10/700μs浪涌電壓發(fā)生器

發(fā)生器的基本線(xiàn)路見(jiàn)圖8所示。相應的電壓浪涌

圖8CCITT電壓浪涌發(fā)生器

U—高壓電源Rm—阻抗匹配電阻(Rm1=150Ω;Rm2=25Ω)RC—充電電阻CC—儲能電容(20μF)

CS—上升時(shí)間形成電容0.2μF)

RS—脈沖持續期形成電阻(50Ω)

S1—當使用外部匹配電阻時(shí),此開(kāi)關(guān)應閉合

波形見(jiàn)圖9所示。

圖9CCITT電壓浪涌波形

波前時(shí)間:T1=1.67×T=10μs±30%

半峰值時(shí)間:T2=700μs±20%

發(fā)生器的基本性能要求是:

開(kāi)路峰值輸出電壓(峰值):0.5kV～4kV

動(dòng)態(tài)內阻:40Ω

輸出極性:正/負該文章講述了試驗中要注意的幾點(diǎn).

4.4試驗方法

由于浪涌試驗的電壓和電流波形相對較緩,因此對試驗室的配置比較簡(jiǎn)單。對于電源線(xiàn)上的試驗,都是通過(guò)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )來(lái)完成的。圖10給出了單相電路的試驗線(xiàn)路。對于通信線(xiàn)路上的試驗,則和被試電路有關(guān),不一一列出。

試驗中要注意以下幾點(diǎn):

●試驗前務(wù)必按照制造商的要求加接保護措施。

●試驗速率每分種1次,不宜太快,以便給保護器件有一個(gè)性能恢復的過(guò)程。事實(shí)上,自然界的雷擊現象和開(kāi)關(guān)站大型開(kāi)關(guān)的切換也不可能有非常高的重復率現象存在。

●試驗,一般正/負極性各做5次。

●試驗電壓要由低到高逐漸升高,避免試品由于伏安非線(xiàn)性特性出現的假象。另外,要注意試驗電壓不要超出產(chǎn)品標準的要求,以免帶來(lái)不必要的損壞。

4.5試驗的嚴酷度等級

各等級電源線(xiàn)路的試驗電壓值見(jiàn)表5。

表5嚴酷度等級

等級

線(xiàn)—線(xiàn)(kV)

線(xiàn)—地(kV)

1234X

—0.51.02.0

0.51.02.04.0待定

試驗的嚴酷度等級取決于環(huán)境及安裝條件,下面是一般的分級情況:

1級較好的保護環(huán)境,浪涌電壓不超過(guò)500V,如工廠(chǎng)或電站中的控制室;

2級保護環(huán)境比1級稍差,浪涌電壓不超過(guò)1kV,如無(wú)強干擾的工廠(chǎng);

3級一般性的電磁干擾環(huán)境,無(wú)特殊安裝要求,浪涌不超過(guò)2kV,如普通安裝的電纜網(wǎng)絡(luò ),工業(yè)性的工作場(chǎng)所和變電所等;

4級受?chē)乐?/span>干擾的環(huán)境,浪涌電壓可以達到4kV,如民用架空線(xiàn),未加保護的高壓變電所等;

X級為特殊等級,應根據用戶(hù)的特殊要求,由制造商和用戶(hù)協(xié)商后確定。

4.6標準的評述

現在有不少標準都提到要用1.2/50μs的雷擊波做試驗的情況,但是標準不同,做試驗的目的也不同,例如高壓試驗(IECpub5260270)也提到了雷擊試驗,但用于做脈沖耐壓試驗,所以用到的發(fā)生器是高電壓和高阻抗的。亦即,發(fā)生器的電壓較高,但能量并不算大。反之,對IEC61000-4-5(GB/T17626.5)標準來(lái)說(shuō),強調的是做在線(xiàn)設備的抗浪涌性能試驗,由于線(xiàn)路的阻抗比較低,因此發(fā)生器的輸出阻抗也要求低,這樣看來(lái),適用于做這個(gè)標準的發(fā)生器,除了要有足夠高的輸出電壓外,還要求發(fā)生器有輸出阻抗低和輸出能量大的特點(diǎn)。也就是說(shuō),這是兩種截然不同的試驗,不能混為一談。

5IEC61000-4-6(GB/T17626.6)由射頻場(chǎng)感應所引起的傳導干擾

5.1傳導干擾的起因

在通常情況下,被干擾設備的尺寸要比干擾頻率的波長(cháng)短得多,而設備的引線(xiàn)(包括電源線(xiàn)、通信線(xiàn)和接口電纜等)的長(cháng)度則可能與干擾頻率的幾個(gè)波長(cháng)相當,這樣,這些引線(xiàn)就可以通過(guò)傳導方式(zui終以射頻電壓和電流所形成的近場(chǎng)電磁干擾在設備內部)對設備產(chǎn)生干擾。

5.2試驗目的

通過(guò)本標準所規定的試驗,評價(jià)電氣和電子設備對由射頻場(chǎng)感應所引起的傳導干擾的抗擾度。

注:對沒(méi)有傳導電纜(如電源線(xiàn)、信號線(xiàn)或地線(xiàn))的設備,不需要進(jìn)行此項試驗。

5.3模擬試驗

模擬試驗的頻率范圍為150kHz～80MHz。當試品尺寸較小時(shí),可將上限頻率擴展到230MHz。

此外,為提高試驗的難度,試驗中要用1kHz的正弦波進(jìn)行幅度調制,調幅深度為80%。

5.4試驗的嚴酷度等級

升等級的試驗電壓見(jiàn)表6。

表6嚴酷度等級

等級

試驗電壓/V

123X

1310待定

嚴酷度等級的分類(lèi)情況與IEC61000-4-3(GB/T17626.3)相同。

5.5基本試驗儀器

傳導干擾的試驗儀器的組成框圖如圖11所示。

(1)射頻信號發(fā)生器(帶寬150kHz～230MHz,有調幅功能,能自動(dòng)或手動(dòng)掃描,掃描點(diǎn)上的留駐時(shí)間可設定,信號的幅度可自動(dòng)控制)。

(2)功率放大器(取決于試驗方法及試驗的嚴酷度等級)。

圖10單相系統的試驗線(xiàn)路

(a)用于線(xiàn)與線(xiàn)之間的耦合,發(fā)生器輸出浮置

(b)用于線(xiàn)與線(xiàn)之間的耦合,發(fā)生器輸出接地

圖11傳導干擾的試驗儀器

G1:RF發(fā)生器T1:可調衰減器PA:寬帶功率放大器

T2:固定衰減器(6dB)LPF/HPF:低通濾波器或高通濾波器

S1:RF開(kāi)關(guān)

(3)低通和高通濾波器(用于避免信號諧波對試品產(chǎn)生干擾)。

(4)固定衰減器(衰減量固定為6dB。用以減少功放至耦合網(wǎng)絡(luò )間的不匹配程度,安裝時(shí)盡量靠近耦合網(wǎng)絡(luò ))。

上述儀器如配上電子毫伏計、計算機等可組成自動(dòng)測試系統。該文章講述了實(shí)驗干擾的起因分析.

5.6試驗方法

試驗一般可在屏蔽室內進(jìn)行。

干擾的注入方式有:耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )(在作電源線(xiàn)試驗時(shí)常用,當信號線(xiàn)數目較少時(shí)也常采用);電流鉗和電磁耦合鉗(特別適合于對多芯電纜的試驗。其中電磁耦合鉗在1.5MHz以上頻率時(shí)對試驗結果有良好的再現性;當頻率高于10MHz時(shí),電磁耦合鉗比常規的電流鉗有較好的方向性,并且在輔助設備信號參考點(diǎn)與參考接地板之間不再要求有專(zhuān)門(mén)的阻抗,因此使用更方便)。

5.710V等級時(shí),注入方式與功率放大器之間的關(guān)系(僅供參考)

10V等級時(shí),注入方式與功率放大器的關(guān)系見(jiàn)表7。

表710V等級時(shí),注入方式與功率放大器的關(guān)系

注入方式

功率方大器的輸出功率(W)

耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )電流夾電磁耦合夾

717628

6IEC61000-4-11(GB/T17626.11)電壓跌落、短時(shí)中斷和電壓漸變的抗擾度試驗

6.1干擾的起因

電壓瞬時(shí)跌落、短時(shí)中斷是由電網(wǎng)、變電設施的故障或負荷突然出現大的變化所引起的。在某些情況下會(huì )出現兩次或更多次連續的跌落或中斷。電壓變化是由連接到電網(wǎng)的負荷連續變化引起的。

這些現象本質(zhì)上是隨機的,其特征表現為偏離額定電壓并持續一段時(shí)間。電壓瞬時(shí)跌落和短時(shí)中斷不總是突發(fā)的,因為與供電網(wǎng)絡(luò )相連的旋轉電機和保護元件有一定的反作用時(shí)間。如果大的電源網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)(一個(gè)工廠(chǎng)的局部或一個(gè)地區中的較大范圍),電壓將由于有很多旋轉電機連接到電網(wǎng)上使之逐步降低。因為這些旋轉電機短期內將作為發(fā)電機運行,并向電網(wǎng)輸送電力,這就產(chǎn)生了電壓漸變。

作為大多數數據處理設備,一般都有內置的斷電檢測裝置,以便在電源電壓恢復以后,設備按正確方式起動(dòng)。但有些斷電檢測裝置對于電源電壓的逐漸降低卻不能快速作出反應,結果導致加在集成電路上的直流電壓,在斷電檢測裝置觸發(fā)以前已降低到zui低運行電壓水平之下,由此造成了數據的丟失或改變。這樣,當電源電壓恢復的時(shí)候,這個(gè)數據處理設備就不能正確再起動(dòng)。

6.2試驗目的

IEC61000-4-11標準規定了不同類(lèi)型的試驗來(lái)模擬電壓的突變效應,以便建立一種評價(jià)電氣和電子設備在經(jīng)受這種變化時(shí)的抗擾性通用準則。其中對電壓漸變作為一種型式試驗,根據產(chǎn)品或有關(guān)標準的規定,用在特殊的和認為合理的情況下。

6.33個(gè)專(zhuān)門(mén)的術(shù)語(yǔ)

(1)電壓瞬時(shí)跌落指在電氣系統的某一點(diǎn),電壓突變下降,在經(jīng)歷了半個(gè)周期到幾秒鐘的短暫持續期后,又恢復正常。

(2)短時(shí)中斷指供電電壓消失一段時(shí)間,一般不超過(guò)1min。短時(shí)中斷可認為是*的幅值瞬時(shí)跌落。

(3)電壓漸變指供電電壓逐漸變得高于或低于額定電壓,變化的持續時(shí)間相對周期來(lái)說(shuō),可長(cháng)可短。

6.4試驗的電壓等級

試驗的電壓等級分為兩種(見(jiàn)圖12和表8,表9)

表8電壓跌落和短時(shí)中斷的試驗等級

試驗等級

電壓跌落和短時(shí)中斷(%)

持續時(shí)間(周期)

0%UT40%UT70%UT

1006030

0.5,1,5,10,25,50X

表9電壓漸變的試驗等級

試驗等級

下降時(shí)間

保持時(shí)間

上升時(shí)間

40%UT0%UT

2s±20%2s±20%

1s±20%1s±20%

2s±20%2s±20%

6.5試驗儀器

主要指標包括:

輸出電壓:精度±5%;

輸出電流能力:100%UT時(shí)≤16A,其他輸出電壓

圖12 電壓漸變試驗例

圖13用電子開(kāi)關(guān)控制兩個(gè)獨立調壓器的結構方式圖

14用波形發(fā)生器和功率放大器構成試驗發(fā)生器的形式

時(shí)能維持恒功率,如70%UT時(shí)≤23A;40%UT時(shí)≤40A;

峰值起動(dòng)電流能力:不超過(guò)500A(220V電壓時(shí)):250A(100V～120V電壓時(shí));

突變電壓的上升或下降時(shí)間:1μs～5μs(接100Ω負載);

相位:0°～360°(準確度為±10°);

輸出阻抗呈電阻性,并應盡可能小。

實(shí)現上述功能的試驗儀器有兩種基本格式,分別見(jiàn)圖13和圖14所示。

圖13是一種價(jià)格相對比較便宜的試驗發(fā)生器形式,當兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)分斷時(shí),便中斷輸出電壓(中斷時(shí)間可事前設定);當兩個(gè)開(kāi)關(guān)交替閉合時(shí),便可模擬電壓的跌落或升高。發(fā)生器的開(kāi)關(guān)可以由晶閘管或雙向晶閘管構成,控制線(xiàn)路通常做成在電壓過(guò)零處接通和電流過(guò)零處斷開(kāi),所以這種線(xiàn)路只能模擬電壓切換的初始角度為0°和180°的情況,即使如此,由于儀器價(jià)格較低,也能滿(mǎn)足一般電氣與電子產(chǎn)品對電網(wǎng)干擾的抗擾度試驗需要,仍然獲得了廣泛的應用。

圖14的這種發(fā)生器結構比較復雜,造價(jià)也貴,但波形失真小,電壓切換的相位角度可以任意設定,也比較容易實(shí)現電壓漸變的試驗要求。

6.6試驗方法

根據選定的試驗等級及持續時(shí)間進(jìn)行試驗。試驗一般做3次,每次間隔時(shí)間為10s。

試驗在典型的工作狀態(tài)下進(jìn)行。

如果要規定電壓在特定角度上進(jìn)行切換,應優(yōu)先選擇45°,90°,135°,180°,225°,270°和315°。一般選0°或180°。

對于三相系統,一般是一相一相地進(jìn)行試驗。特殊情況下,要對三相同時(shí)做試驗,這時(shí)要求有3套試驗儀器同步進(jìn)行試驗。