【12】電磁兼容試驗.ppt

1、1、第五次電磁兼容試驗、劉洋應用物理教室、2，5.1電快速瞬低脈沖組的抗擾度試驗，由于電器受到干擾，可能導致電器性能下降或故障的現(xiàn)象。 為了做評估產(chǎn)品對這種電快速轉(zhuǎn)換二烯烴脈沖群的抗擾度水平，需要進行電快速轉(zhuǎn)換二烯烴脈沖群的抗擾度試驗。 3、5.1.2選擇測試等級、4、測試等級第1級：良好保護的環(huán)境第2級：受保護的環(huán)境第3級：典型的工業(yè)環(huán)境第4級：嚴格的工業(yè)環(huán)境第5級：需要分析的特殊環(huán)境，5.1.2測試方法實際出現(xiàn)的脈沖在實際實驗中，代替實際的脈沖群低重復5、快速二烯烴脈沖群發(fā)生器特性殘奧表(50負載)極性：正、負極性供電電源電壓和異步脈沖群持續(xù)時間15(1 20%)ms； 脈沖群周期300(

2、120%)ms； 脈沖重復頻率：開路輸出電壓為0.25kV、5kV、1kV和2kV時為5(120%)kHz，開路輸出電壓為4kV時為2.5(120%)kHz； 單一脈沖的上升時間5(130%)ns； 脈沖持續(xù)時間(半峰值)為50(130%)ns； 開路輸出電壓范圍：0.25kV(1-10%)4kV(10% )。6、EFT波形殘奧表、7、快速傳輸二烯烴脈沖群發(fā)生器的特性檢查是對各種類型的發(fā)生器的特性分散性的，因此實驗結(jié)果的不真實自我可能出現(xiàn)，并且要求標準化的校驗和試驗方案。 驗證測試發(fā)生器的特性，以便能夠?qū)牟煌瑴y試發(fā)生器得到的測試結(jié)果進行比較。 8、試驗配置電快速瞬低脈沖組試驗分為實驗室試驗和

3、設(shè)備設(shè)置條件現(xiàn)場試驗2種，所需設(shè)備有接地升降丙二烯平臺耦合裝置(耦合網(wǎng)絡(luò)和耦合回形針)解耦環(huán)形網(wǎng)絡(luò)試驗發(fā)生器等。 在機器的供電電源通訊端口上，一般使用耦合/去耦環(huán)形網(wǎng)絡(luò)施加試驗電壓。 對于接地的機殼，機殼上的測試點采用保護接地導體的終端、9、測試電壓直接耦合到交/直流電源通訊端口的測試配置采用耦合/非耦合網(wǎng)絡(luò)和電容性耦合回形針。 耦合/解耦合網(wǎng)絡(luò)主要用于電源通訊端口測試，而群脈沖產(chǎn)生器內(nèi)設(shè)置的電容耦合回形針主要用于I/O通訊端口和通訊通訊端口的測試。 線路中的電流超過耦合/去耦環(huán)形網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的電流容量時，使用安裝后的實驗方法，通過一個33nF的耦合電容，向設(shè)備電源通訊端口施加測試電壓。 在10、

4、11、實驗室進行試驗的標準環(huán)境條件接地平面的最小尺寸為1m1m，其各邊至少比被試驗設(shè)備大0.1m，接地基準面必須與保護地連接，接地基準面使用厚度為0.25mm以上的銅板和鋁板， 使用其他金屬材料時，厚度必須在0.65mm以上。落地式設(shè)備和接地基準面的絕緣支撐臺的厚度為0.1m，臺式設(shè)備必須位于接地基準面的上方0.8m。 除此之外，兩設(shè)備的試驗配置相同。 受試者按照通常的要求放置并連接。 除基準面外，受試者與其他導電結(jié)構(gòu)間的距離必須大于0.5m，12、使用耦合回形針耦合時，除接地基準面外，耦合板與其他所有導電老虎鉗間的距離為0.5m以上的受試者的設(shè)備按照產(chǎn)品的技術(shù)要求規(guī)格進行接地，不太接地，用耦

5、合裝置進行試驗耦合裝置和受試者之間的信號線和電源線的長度請控制在1m以下。13、5.1.3測試實施測試修正計劃測試應根據(jù)測試修正計劃進行，通常，測試修正計劃應包含測試類型的測試等級測試電壓的極性發(fā)生器內(nèi)激勵或施加外部激勵各狀態(tài)的測試持續(xù)時間為1min以上的測試電壓的次數(shù)被驗者的去老虎鉗通訊端口被驗者的設(shè)備的典型的動作條件等14、將測試電壓與受試者耦合的測試電壓是通過供電電源通訊端口I/O通訊端口和通訊通訊端口機柜的接地線進行的供電電源端子和保護接地端子的測試對I/O和通訊通訊端口的測試，15、測試結(jié)果是受試者和系統(tǒng)的種類多，差異大， 確定試驗對系統(tǒng)和設(shè)備的影響的塔斯克發(fā)生變化的專業(yè)標準化技術(shù)委

6、員會或者產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范沒有提出不同的技術(shù)要求時，試驗結(jié)果應按照被試驗者的設(shè)備工作狀況和技術(shù)規(guī)范分類如下：16，在技術(shù)規(guī)范內(nèi)性能正常的功能和性能會暫時下降或喪失， 能夠在自各兒中恢復的功能或性能會暫時下降或丟失，但由于需要操作者干預或系統(tǒng)重新定徑套的設(shè)備(組件)或軟件的損壞或數(shù)據(jù)丟失，會導致無法自我復原的功能下降或丟失。 檢查測試時，必須在專業(yè)的產(chǎn)品標準中規(guī)定測試步驟和測試結(jié)果的說明。17、5.2靜電放電抗擾度試驗、靜電放電抗擾度試驗模擬操作員或物體接觸設(shè)備時的放電以及人或物體向附近的物體放電，做評估電力電子裝置受到靜電放電時的性能。 前者通過導體直接耦合，接觸放電后者通過空間放射耦合，是空氣放電

7、。 在試驗中，將接觸放電用放電槍電極直接對接受試驗者的試驗點實施放電，18、5.2.1試驗等級試驗等級、試驗等級在最接近實際的安裝和環(huán)境條件下進行選擇。 19、選擇特殊環(huán)境的試驗水平時，最重要的殘奧儀表是放電電流的變化速度，可以通過充電電壓、峰值放電電流和上升時間的不同組合得到。20、從測量的觀點來看，將實際環(huán)境中得到的靜電電壓作為抗擾度的要求似乎是有道理的，但對于能量轉(zhuǎn)移和放電前存在的靜電電壓的函數(shù)關(guān)系，放電電流的函數(shù)關(guān)系并不明確。 在高電壓等級范圍內(nèi)，放電電流通常與備用放電電壓不成比例。 預備放電電壓與放電電流的非比例關(guān)系，一般是在高壓電荷的放電較長的電弧通道中實現(xiàn)的，21 5.2.2試驗

8、方法靜電放電發(fā)生器靜電放電發(fā)生器的主要殘奧儀表是充電電阻(Rc) 50Ml00M存儲電容(Cs十Cd) 150pF10%放電電阻(Rd ) 作為33010%輸出電壓接觸放電8kV (標稱值)的負極性(可切換的)保持時間至少為5s放電，操作方式的單次放電(連續(xù)放電間的時間至少為1s )放電電流波形如下圖，22、23、24，靜電放電發(fā)生器零配件選擇通常，150pF士10pF電容器為人體容量，3 放電電路電纜一般長度為2m，其結(jié)構(gòu)必須具有能滿足發(fā)生器波形要求的一盞茶絕緣強度。 25、靜電放電發(fā)生器的特性檢查為了比較由不同的試驗發(fā)生器得到的試驗結(jié)果，需要用試驗時使用的放電電路電纜驗證下表所示的特性。

9、靜電放電發(fā)生器驗證中的輸出電流波形必須與靜電放電發(fā)生器的輸出電流的典型波形一致。 26、實驗室試驗配置靜電放電試驗分為實驗室在型式試驗和現(xiàn)場進行的設(shè)備安裝后試驗。 以實驗室為優(yōu)先進行試驗。 在地面上放置最小lmlm、厚度0.25mm的銅板或鋁板，使用其他金屬材料時，厚度必須為0.65mm，接地平面的各邊至少從被試驗者的設(shè)備伸出0.5m，與安全接地系統(tǒng)連接的被試驗者設(shè)備和實驗室的墻壁和其他金屬構(gòu)造之間的距離至少為1m 被試驗設(shè)備按照制造商安裝說明書進行配置，被試驗設(shè)備的接地按照設(shè)備技術(shù)條件進行接地，不行政許可追加接地的電源和信號線的配置，請反映實際的設(shè)置條件。與接地基準面連接的接地線和所有節(jié)點的

10、阻抗均為低阻抗。空氣放電的耦合大板塊與接地基準面具有相同的金屬材料和厚度，在各耦合大板塊的兩端分別設(shè)有470k電阻的電纜與接地基準面連接。28、5.2.3試驗階段試驗環(huán)境條件氣候環(huán)境條件：環(huán)境溫度： 1535oC； 相對大氣濕度： 3060； 大氣壓強： 86106千帕。 電磁環(huán)境條件：實驗室電磁環(huán)境不要影響試驗結(jié)果。 試驗的實施試驗預定以接觸被試驗者和空氣放電方式進行。 29、確定受試者設(shè)備放置在桌子上或地面上進行試驗的施加放電點的步驟，包括確定受試者設(shè)備的典型工作條件；以及在各點，確定采用空氣放電還是接觸放電的試驗級別和各放電點的放電次數(shù)。 30、靜電放電抗擾度的研究進展1 .目前的IEC

11、試驗標準及平臺，國際電工委員會最初的靜電放電抗擾度試驗標準是1991年發(fā)表的IEC801-2，現(xiàn)在國際通用的IEC61000-4-2標準是根據(jù)1995年發(fā)表的標準，分別是1998年和1998年美國使用的ANSI C63.16標準也基本上是基于IEC化學基制定的。 我國目前使用的靜電放電抗擾度試驗標準GB/T17626.2相當于1995年的IEC61000-4-2標準，從1999年12月1日開始正式實施。31、IEC61000-4-2標準對靜電放電抗擾度試驗方法和測量臺有具體規(guī)范。 標準規(guī)定了接觸式放電和空氣放電兩種放電方式。 標準規(guī)定了四個試驗等級和一個開放等級。 具體規(guī)范了考試計程儀計劃(考

12、試條件、考試實施等)。 另外，規(guī)定了臺式機器和落地機器2種試驗配置(試驗平臺)。 1 .現(xiàn)有的IEC試驗標準及平臺、32、IEC標準電流波形、33、34、臺式設(shè)備試驗平臺、35、立式設(shè)備試驗平臺、36、現(xiàn)有的方法及平臺存在問題，在按照試驗標準進行抗擾度試驗的過程中試驗結(jié)果主要存在模擬器靜電放電抗擾度試驗結(jié)果因制造商、37而異的試驗極限和試驗結(jié)果的有效性問題。 模擬器開關(guān)對試驗結(jié)果影響很大，模擬器高壓開關(guān)引起的電磁輻射場差異很大。 標準只是給空氣放電方式提供放電電壓等級，沒有具體規(guī)定放電接近速度、環(huán)境條件、電流波形等，這些個的殘奧儀直接影響試驗結(jié)果。 38、保不定對一個ESD模型的抗擾度試驗對其

13、他ESD模型的抗擾度試驗有效，例如對人體的ESD抗擾度試驗方法保不定對家具ESD抗擾度試驗有效，試驗結(jié)果往往是定性的， 很少向用戶提供定量的測試結(jié)果，用戶沒有標準的測試數(shù)據(jù)庫，所以可以作為參考和比較，39、國外學者最近提出的研究方法，現(xiàn)在廣泛應用的IEC61000-4-2標準和規(guī)定的ESD抗體實驗裝置，多少次在社區(qū)實驗中許多學者發(fā)現(xiàn)了問題，目前國際上還有三個小組： IEC SC77B WG9、ansic63美國密蘇里高等院校學者在2004年最后一期的IEEE EMC上發(fā)表了兩篇文章。 討論了靜電放電抗擾度試驗和試驗標準。 40、實驗裝置示意圖41、研究結(jié)果表明，ESD故障水平與感應環(huán)上的環(huán)感應

14、電壓具有良好相關(guān)性的尖峰電流的導函數(shù)和上升時間與失效水平?jīng)]有良好相關(guān)性的環(huán)上感應電壓是超高速CMOS解老虎鉗故障水平的最佳指標，解老虎鉗使用高速CMOS的成分增加42、主要進展- -兩種模擬器效果試驗結(jié)果的比較、43、兩種模擬器波形殘奧表、ESD電流基本殘奧表滿足IEC標準的要求，兩種模擬器未見差異。44、兩模擬器ESD電流的上升沿不重疊，上升沿的陡峭程度影響其中包含的射頻波成分，影響實驗結(jié)果。 45、放電電流峰值接近，但振蕩電流(di/dt )不同，對電流導函數(shù)敏感的受試者不利。 46、這是因為IEC標準對電流檢查波形的規(guī)定不嚴格，模擬器得到的靜電抗擾度測試結(jié)果有很大差異。 為此，我們提出了

15、規(guī)定電流微分波形殘奧儀，限制電流波形的振蕩，進一步完善ESD模擬器的檢驗標準，縮小不同模擬器靜電抗擾度檢驗結(jié)果之間的差異。 47、另一方面，進一步研究空氣放電的特點，改善模擬器的空氣放電再現(xiàn)性，應用嚴格控制的空氣放電方式和相應的實驗臺，更好地進行電子設(shè)備的靜電放電抗擾度試驗。 在48、新的ESD模擬試驗裝置原理圖49、新的ESD試驗控制平臺50、接觸式放電36cm下，當阻抗不同時結(jié)合電壓峰值與放電電壓關(guān)系的比較。 隨著ESD電壓的上升，電子設(shè)備受到的電磁干擾作用強度增大。 51、不同放電電壓(正極性)條件下的空氣放電電流上升時間和耦合電壓值、52、不同放電電壓(負極性)條件下的空氣放電電流上升

16、時間和耦合電壓值、53、ESD電壓和小環(huán)耦合電壓的相關(guān)系譜圖、54、正極性的放電在2kV到12kV之間為負極性的空55、這是因為空氣放電時受到大氣環(huán)境的影響，特別是電極的漸進速度、電弧的等效電阻大小、空間電荷效應等隨機因素的影響。 而且，在關(guān)這些個要素之間，如果用機械將電極的漸進速度控制在80cm/S到1m/S這種接近實際人的動作速度的速度，則具有能夠得到理想且符合實際的實驗結(jié)果這一一一定關(guān)系。 在56、正常條件下，研制出一種滿足人工移動速度測量值、57、靜電放電輻射場測試要求的寬帶脈沖電磁場測試系統(tǒng)，并打底子ESD輻射場研究。 寬帶脈沖電場量測儀器，今后的研究方向和發(fā)展趨勢，58，研制出滿足

17、靜電放電輻射場測試要求的寬帶脈沖電磁場測試系統(tǒng)，并打底子ESD輻射場研究。 研究一種一頭地能模擬實際放電過程的空氣放電規(guī)律和實驗研究平臺。 研究了改進靜電放電的抗擾度試驗標準。 探討提高電子設(shè)備靜電抗擾度水平的措施。 靜電放電理論模型。 靜電放電效果的評價。 59、5.3激波(沖擊)抗擾度試驗激波(Surge )抗擾度主要分為電壓浪涌抗擾度試驗和激波電流抗擾度試驗。 激波社區(qū)是模擬雷暴引起的嚴重干擾作用的東西。60、5.3.1試驗等級試驗等級網(wǎng)格的開關(guān)操作和附近的雷電涌在交流電源線上發(fā)生浪涌現(xiàn)象。 不同設(shè)備對浪涌的靈敏度不同，需要采用與適當?shù)臏y試方法不同的測試水平。61、班級選擇考試班級的確定主要取決于設(shè)備的安裝情況，下表列出了考試班級選擇的依據(jù)。 GB/T17626.5-1999電磁兼容試驗和測量技術(shù)沖擊抗沖擊性試驗將其中的安裝類別規(guī)定