浪涌抗擾度試驗化進展

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TEST2005-5- 內(nèi)容提問題，也有耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)和試驗方法的問這些方面的進展。2005-5- 浪涌抗擾度試驗的國際標準是IEC61000-4-5:1995，與之對應(yīng)的 是GB/T17626.5-1999，屬基礎(chǔ)性的電磁兼容標準。凡在產(chǎn)品標準中涉及雷擊浪涌抗擾度試驗的，均按但自從浪涌抗擾度試驗標準發(fā)布以來，在執(zhí)行過程中也曾發(fā)現(xiàn)過一些問題，如波形的校驗，特別是帶了耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)之后的波形校驗問題；以及高速數(shù)據(jù)線路的抗涌波的耦合問題等等。為此，國際上也陸續(xù)出現(xiàn)了一些修訂該項標準的CDV文件），介紹浪涌抗擾度試驗標準化的最近動態(tài)，希 2005-5- 2005-5- 電壓和電流波形的定義方法和要求2005-5- 綜合波發(fā)生器中電壓和電流波形是被試品輸入阻抗的函數(shù)。當浪涌信號加到被試品上，由于被試品中安裝的保護器件動作，或者被試品輸入端產(chǎn)生飛弧和擊穿，使得被試品輸入端的阻抗可能產(chǎn)生變化，為了評價被試品的性能，確保綜合波發(fā)生器所特有的1.2/50μ電壓波和8/20μ電流波是必須的。此外，標準規(guī)定開路輸出電壓波和短路輸出電流波的幅度誤差均為±10%。以上這些這是對綜合波發(fā)生器的考核依據(jù)。2005-5- 耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)中的耦合部分用來將綜合波發(fā)生器的浪涌信號傳送到被試品的交/直流電源線上，進而進入被試品的電從圖3和圖4圖可見，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的額定參數(shù)是：耦合電容C為18μF（用于差模試驗）或9μF（另外再串聯(lián)10Ω的圖3差模試驗配 2005-5- 關(guān)于耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)置入后對波形發(fā)生器的影響，在IEC61000-4-5：1995標準的6.3.1節(jié)中 ：“除了浪涌發(fā)生定義以及試驗發(fā)生器的其他參數(shù)均由6.1.1節(jié)來規(guī)定”。在同一標準的6.1.1節(jié)中又 ：“對于專門的試驗條件應(yīng)包括附加的電阻（10Ω或40Ω）以增加要求的等效源阻抗”?！斑@/50μs和8/20μs（綜合波）波形了”。在該標準6.3.1 ：“當信號發(fā)生器阻抗根據(jù)配置要求從2Ω增加到12Ω或42Ω時，耦合網(wǎng)絡(luò)輸出的試驗脈沖持續(xù)2005-5- 對于耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的去耦性能，在IEC61000-4-5：1995加浪涌線 的殘余浪涌電壓不應(yīng)超過最大所施加電壓時，在去耦網(wǎng)絡(luò)電源輸入端上的殘余浪涌電壓不應(yīng)超過所施加電壓的15%，或電源電壓峰值的兩倍，兩者中取去耦電容選擇的依據(jù)（標準沒有規(guī)定共模和差模電容的2005-5- 1.標準對發(fā)生器的輸出波形有明確規(guī)定，開路狀態(tài)下的電壓2Ω。2.由于耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的參入，特別是在耦合電容支路中串聯(lián)電阻后（如按圖4要求進行共模試驗），在耦合/去耦事實上，標準還是忽略了耦合電容擔負的隔直電容的作用，C所以波形中必然含有直流分量。而耦合電容的隔直作用卻阻止了直流分量的通過，因此在耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)輸出端的波形（相對于發(fā)生器的直接輸出波形）發(fā)生變化是肯定的，只是2005-5- 綜合波經(jīng)過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)后對輸出波形的文件）中最關(guān)鍵的一點是提出了要在耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的受試設(shè)備端口上來校驗電壓和電流波形（包括波形的前沿和半峰值持續(xù)時間）。這時在發(fā)生器的輸出端（注意，不是在浪涌發(fā)生器的輸出和耦合網(wǎng)絡(luò)的輸出端子要接到有足夠帶寬、且有足夠電壓容量的測量系統(tǒng)去，以便監(jiān)視開路電壓的波形。在為AC和DC電源線配置的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)輸出端去耦電感由模擬發(fā)生器的制造商選擇，但在額定電流下，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)在被試設(shè)備端口處的電源壓降應(yīng)小于10%。2005-5- 出現(xiàn)，當電流＞25A時，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)中的去耦元件（去耦電感）的值要適當減小，因此，開路電壓波形的半峰值 50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/2005-5- 在標準修訂稿中提出上述內(nèi)容是非常重要的：當耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)與發(fā)生器配合使用時，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)在一定程度上也成了發(fā)生器的負載。由于發(fā)生器產(chǎn)生的波形相對緩慢，電壓波為1.2μs/50μs，電流波為8μs/20μs視的部分，而且這個負載將同時參與綜合波中的電壓和電流波形的形成。很顯然，這與單獨由發(fā)生器去形成電壓波和電流波是完全不同的概念，因此，在耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的被試設(shè)備端口處的波形發(fā)生變化是不可避免的。草案中表1和表2給出了波形變化值得一提的是，標準修訂稿對于耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)電源輸入端的2005-5- 對于10/700μs發(fā)生器的描述，修訂稿除了與IEC61000-4-3），還首次提出了對開路輸出電壓與短路輸出電流關(guān)系的要求，見表4，從數(shù)據(jù)不難看出，電壓與電流參數(shù)之比，實按國際電 ，藍皮按國際電 ，藍皮--42005-5- 去耦網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)阻抗常常成為限制數(shù)據(jù)傳輸有效帶寬的主要因素。在本文3.2節(jié)中將介紹在耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)不能應(yīng)用的情況下如何進行試驗的問題。對于能夠 場合，擔當耦合的元件可以是電容，否則可以采用箝位元 浪涌波耦合到被試線路之后，由于耦合電路本身的耦合機2005-5- 采用電容耦合的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，與采用放電管耦合的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，可以有不同的試驗結(jié)果。究經(jīng)選用何種耦2005-5- 耦合線路見圖5所示。線路中的去耦電路為R＝40Ω，C＝輔 保設(shè) 設(shè)圖5用于 2005-5- 當耦合電容會對線路的功能造成影響時，電容器就不能使用了，而應(yīng)采用圖6推薦的方法（用箝位元件代替了圖5中的耦合電容）。圖中這些寄生電容很小的箝位元件，將能用到許多I/O線。要注意，箝位元件的箝位電壓必須足夠低（剛剛大于被試耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)是：再加上所選箝位元件本身的在試品處的脈沖波形取決于脈沖幅度、箝位元件本身的特性，故無 定波形的值

輔 保設(shè) 設(shè)圖6用于 2005-5- 另一個替代電容耦合線路的方案造成影響，不能使用）。由于硅雪崩元件或氣體放電管只有很小的寄生電容，所以這一線路可以用到大多數(shù)I/O線去。考慮到氣體放電管的著火電壓很高，該線路只能用在要求耦合的浪涌為極強情況下。圖中放電管的工作電壓要選得盡量低一點，但要大電路的阻抗為R＝40Ω，再加上

輔 保設(shè) 設(shè)

所選放電管（充氣的，或固體的）共模試驗時S1接0；差模試驗時S1接在試品處的脈沖波形取決于脈沖

的幅度，及雪崩元件本身的特性，圖7用于 所以 定波形的值及容差 由氣體放電管耦合的電2005-5- 務(wù)。這里Rm2是耦合網(wǎng)絡(luò)中的電阻，對n芯的導線來說，

Rm2＝n×40Ω（n等于或大于耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)是：耦合電路的阻抗為Rm2再加上特性，所以無定波形的值

輔 保設(shè) 設(shè)圖8用于 2005-5- 例1.對1.2/50μs浪涌，n＝4，Rm2＝4×40Ω，加上發(fā)例2.對10/700μs浪涌，n＝4，Rm2＝4×25Ω，加上發(fā)2005-5- 由于結(jié)構(gòu)的原因，大多數(shù)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)在頻率達到對于像ISDN和XDSL等高速通信線路，為了能正常工作，去耦網(wǎng)絡(luò)的通路必須是低阻抗的。一個合適的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的例子見圖9所示。該線路只能工作在綜合波的情況下，因2005-5- 號代表連接 浪涌發(fā)生 圖9 高速通信線路的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（由于電感飽和的原因，不推薦用于2005-5- 準修訂稿與IEC61000-4-5：1995也有所不同。·參考接地板。對高頻工作的情況（通常是采用氣體放電管來進行耦合），以及用4.6.1節(jié)及圖11來對線試驗情況是必須采用參考接地板的。此外，在正式安裝時需要連接2005-5- 對1.2/50μs的浪涌波來說，是通過電容耦合網(wǎng)絡(luò)加至被試品電源端子的，為避免對同一條供電線的其他設(shè)備施加浪涌，必須要有足夠大的去耦阻抗以浪涌進2005-5- 電管耦合方式的配置。這是根據(jù)傳輸頻率所決定的容性2005-5- 式，而選用經(jīng)體放電管的耦合方式。這時，試驗電耦合到被試線去的。2005-5- 一旦端口的功能確定了，就卸掉數(shù)據(jù)線，不經(jīng)過耦合/去試品的內(nèi)部關(guān)斷或松開通信端口?？赡?，在整個試驗2005-5- 用 線上的試驗配在 線試驗時，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)不再適用，這時應(yīng)該采 和被試端口不同，所有被試品的連接將通過適當?shù)拇胧ò?變壓器，或者是適當?shù)鸟詈?去耦網(wǎng)絡(luò)）來保持與 行。圖11中的電容C體現(xiàn)了對地的分布電容，而不是元件。如果電纜長度足夠，電纜線可以放在離接地平面高度為10cm的絕緣支架或電纜托架上。試驗時以2Ω的源阻抗，按規(guī)定的試 2005-5-

安 變壓 安 變壓

安 變壓圖11 2005-5- 按照圖12，在盡可能接近互連電纜處施加浪涌。為了將浪涌加到一根特定電纜或者一捆電纜上去，這里推薦的耦合方式對于在兩個或多個被試設(shè)備（或一個被試設(shè)備和輔助設(shè)備）之間有多重接地的多芯 電纜的試驗是很有用的。如果個別電纜在安裝時是捆扎的，對于這種捆扎情況也能進 試。參考地，例如地平面 室的殼·由于ILT≈I，ILN＜＜I，注入電流的大部分將流過試驗電纜 圖12 2005-5- 超過1m時，電纜的超長部分應(yīng)在電纜靠近的地方按對于經(jīng)由非線連接的系統(tǒng)，按圖11的試驗配置進行試驗，除非電纜和電纜分布電容不存在。2005-5- 線單端接地的系統(tǒng)，應(yīng)按圖112005-5- 如果試驗配置中所規(guī)定的某種耦合方式由于功能原因而不能使用時，那么產(chǎn)品標準應(yīng)當規(guī)定出可以替代的方法（適合于特殊情況），同時將相應(yīng)的試驗結(jié)果寫進產(chǎn)