【12】電磁兼容試驗(yàn).ppt

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

2、120%)ms； 脈沖重復(fù)頻率：開路輸出電壓為0.25kV、5kV、1kV和2kV時(shí)為5(120%)kHz，開路輸出電壓為4kV時(shí)為2.5(120%)kHz； 單一脈沖的上升時(shí)間5(130%)ns； 脈沖持續(xù)時(shí)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(duì)各種類型的發(fā)生器的特性分散性的，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不真實(shí)自我可能出現(xiàn)，并且要求標(biāo)準(zhǔn)化的校驗(yàn)和試驗(yàn)方案。 驗(yàn)證測(cè)試發(fā)生器的特性，以便能夠?qū)牟煌瑴y(cè)試發(fā)生器得到的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較。 8、試驗(yàn)配置電快速瞬低脈沖組試驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和

3、設(shè)備設(shè)置條件現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2種，所需設(shè)備有接地升降丙二烯平臺(tái)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(yàn)發(fā)生器等。 在機(jī)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(yàn)電壓。 對(duì)于接地的機(jī)殼，機(jī)殼上的測(cè)試點(diǎn)采用保護(hù)接地導(dǎo)體的終端、9、測(cè)試電壓直接耦合到交/直流電源通訊端口的測(cè)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(cè)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(cè)試。 線路中的電流超過(guò)耦合/去耦環(huán)形網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的電流容量時(shí)，使用安裝后的實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)一個(gè)33nF的耦合電容，向設(shè)備電源通訊端口施加測(cè)試電壓。 在10、

4、11、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)設(shè)備大0.1m，接地基準(zhǔn)面必須與保護(hù)地連接，接地基準(zhǔn)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(shí)，厚度必須在0.65mm以上。落地式設(shè)備和接地基準(zhǔn)面的絕緣支撐臺(tái)的厚度為0.1m，臺(tái)式設(shè)備必須位于接地基準(zhǔn)面的上方0.8m。 除此之外，兩設(shè)備的試驗(yàn)配置相同。 受試者按照通常的要求放置并連接。 除基準(zhǔn)面外，受試者與其他導(dǎo)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(shí)，除接地基準(zhǔn)面外，耦合板與其他所有導(dǎo)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(jìn)行接地，不太接地，用耦

5、合裝置進(jìn)行試驗(yàn)耦合裝置和受試者之間的信號(hào)線和電源線的長(zhǎng)度請(qǐng)控制在1m以下。13、5.1.3測(cè)試實(shí)施測(cè)試修正計(jì)劃測(cè)試應(yīng)根據(jù)測(cè)試修正計(jì)劃進(jìn)行，通常，測(cè)試修正計(jì)劃應(yīng)包含測(cè)試類型的測(cè)試等級(jí)測(cè)試電壓的極性發(fā)生器內(nèi)激勵(lì)或施加外部激勵(lì)各狀態(tài)的測(cè)試持續(xù)時(shí)間為1min以上的測(cè)試電壓的次數(shù)被驗(yàn)者的去老虎鉗通訊端口被驗(yàn)者的設(shè)備的典型的動(dòng)作條件等14、將測(cè)試電壓與受試者耦合的測(cè)試電壓是通過(guò)供電電源通訊端口I/O通訊端口和通訊通訊端口機(jī)柜的接地線進(jìn)行的供電電源端子和保護(hù)接地端子的測(cè)試對(duì)I/O和通訊通訊端口的測(cè)試，15、測(cè)試結(jié)果是受試者和系統(tǒng)的種類多，差異大， 確定試驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的影響的塔斯克發(fā)生變化的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委

6、員會(huì)或者產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范沒(méi)有提出不同的技術(shù)要求時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按照被試驗(yàn)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(huì)暫時(shí)下降或喪失， 能夠在自各兒中恢復(fù)的功能或性能會(huì)暫時(shí)下降或丟失，但由于需要操作者干預(yù)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(huì)導(dǎo)致無(wú)法自我復(fù)原的功能下降或丟失。 檢查測(cè)試時(shí)，必須在專業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定測(cè)試步驟和測(cè)試結(jié)果的說(shuō)明。17、5.2靜電放電抗擾度試驗(yàn)、靜電放電抗擾度試驗(yàn)?zāi)M操作員或物體接觸設(shè)備時(shí)的放電以及人或物體向附近的物體放電，做評(píng)估電力電子裝置受到靜電放電時(shí)的性能。 前者通過(guò)導(dǎo)體直接耦合，接觸放電后者通過(guò)空間放射耦合，是空氣放電

7、。 在試驗(yàn)中，將接觸放電用放電槍電極直接對(duì)接受試驗(yàn)者的試驗(yàn)點(diǎn)實(shí)施放電，18、5.2.1試驗(yàn)等級(jí)試驗(yàn)等級(jí)、試驗(yàn)等級(jí)在最接近實(shí)際的安裝和環(huán)境條件下進(jìn)行選擇。 19、選擇特殊環(huán)境的試驗(yàn)水平時(shí)，最重要的殘奧儀表是放電電流的變化速度，可以通過(guò)充電電壓、峰值放電電流和上升時(shí)間的不同組合得到。20、從測(cè)量的觀點(diǎn)來(lái)看，將實(shí)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(duì)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(jí)范圍內(nèi)，放電電流通常與備用放電電壓不成比例。 預(yù)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(zhǎng)的電弧通道中實(shí)現(xiàn)的，21 5.2.2試驗(yàn)

8、方法靜電放電發(fā)生器靜電放電發(fā)生器的主要?dú)垔W儀表是充電電阻(Rc) 50Ml00M存儲(chǔ)電容(Cs十Cd) 150pF10%放電電阻(Rd ) 作為33010%輸出電壓接觸放電8kV (標(biāo)稱值)的負(fù)極性(可切換的)保持時(shí)間至少為5s放電，操作方式的單次放電(連續(xù)放電間的時(shí)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(zhǎng)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(qiáng)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(yàn)發(fā)生器得到的試驗(yàn)結(jié)果，需要用試驗(yàn)時(shí)使用的放電電路電纜驗(yàn)證下表所示的特性。

9、靜電放電發(fā)生器驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)配置靜電放電試驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室在型式試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的設(shè)備安裝后試驗(yàn)。 以實(shí)驗(yàn)室為優(yōu)先進(jìn)行試驗(yàn)。 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(shí)，厚度必須為0.65mm，接地平面的各邊至少?gòu)谋辉囼?yàn)者的設(shè)備伸出0.5m，與安全接地系統(tǒng)連接的被試驗(yàn)者設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室的墻壁和其他金屬構(gòu)造之間的距離至少為1m 被試驗(yàn)設(shè)備按照制造商安裝說(shuō)明書進(jìn)行配置，被試驗(yàn)設(shè)備的接地按照設(shè)備技術(shù)條件進(jìn)行接地，不行政許可追加接地的電源和信號(hào)線的配置，請(qǐng)反映實(shí)際的設(shè)置條件。與接地基準(zhǔn)面連接的接地線和所有節(jié)點(diǎn)的

10、阻抗均為低阻抗?？諝夥烹姷鸟詈洗蟀鍓K與接地基準(zhǔn)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(zhǔn)面連接。28、5.2.3試驗(yàn)階段試驗(yàn)環(huán)境條件氣候環(huán)境條件：環(huán)境溫度： 1535oC； 相對(duì)大氣濕度： 3060； 大氣壓強(qiáng)： 86106千帕。 電磁環(huán)境條件：實(shí)驗(yàn)室電磁環(huán)境不要影響試驗(yàn)結(jié)果。 試驗(yàn)的實(shí)施試驗(yàn)預(yù)定以接觸被試驗(yàn)者和空氣放電方式進(jìn)行。 29、確定受試者設(shè)備放置在桌子上或地面上進(jìn)行試驗(yàn)的施加放電點(diǎn)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(diǎn)，確定采用空氣放電還是接觸放電的試驗(yàn)級(jí)別和各放電點(diǎn)的放電次數(shù)。 30、靜電放電抗擾度的研究進(jìn)展1 .目前的IEC

11、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及平臺(tái)，國(guó)際電工委員會(huì)最初的靜電放電抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是1991年發(fā)表的IEC801-2，現(xiàn)在國(guó)際通用的IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)1995年發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)，分別是1998年和1998年美國(guó)使用的ANSI C63.16標(biāo)準(zhǔn)也基本上是基于IEC化學(xué)基制定的。 我國(guó)目前使用的靜電放電抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.2相當(dāng)于1995年的IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)，從1999年12月1日開始正式實(shí)施。31、IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)靜電放電抗擾度試驗(yàn)方法和測(cè)量臺(tái)有具體規(guī)范。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了接觸式放電和空氣放電兩種放電方式。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了四個(gè)試驗(yàn)等級(jí)和一個(gè)開放等級(jí)。 具體規(guī)范了考試計(jì)程儀計(jì)劃(考

12、試條件、考試實(shí)施等)。 另外，規(guī)定了臺(tái)式機(jī)器和落地機(jī)器2種試驗(yàn)配置(試驗(yàn)平臺(tái))。 1 .現(xiàn)有的IEC試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及平臺(tái)、32、IEC標(biāo)準(zhǔn)電流波形、33、34、臺(tái)式設(shè)備試驗(yàn)平臺(tái)、35、立式設(shè)備試驗(yàn)平臺(tái)、36、現(xiàn)有的方法及平臺(tái)存在問(wèn)題，在按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗擾度試驗(yàn)的過(guò)程中試驗(yàn)結(jié)果主要存在模擬器靜電放電抗擾度試驗(yàn)結(jié)果因制造商、37而異的試驗(yàn)極限和試驗(yàn)結(jié)果的有效性問(wèn)題。 模擬器開關(guān)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大，模擬器高壓開關(guān)引起的電磁輻射場(chǎng)差異很大。 標(biāo)準(zhǔn)只是給空氣放電方式提供放電電壓等級(jí)，沒(méi)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(gè)的殘奧儀直接影響試驗(yàn)結(jié)果。 38、保不定對(duì)一個(gè)ESD模型的抗擾度試驗(yàn)對(duì)其

13、他ESD模型的抗擾度試驗(yàn)有效，例如對(duì)人體的ESD抗擾度試驗(yàn)方法保不定對(duì)家具ESD抗擾度試驗(yàn)有效，試驗(yàn)結(jié)果往往是定性的， 很少向用戶提供定量的測(cè)試結(jié)果，用戶沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)，所以可以作為參考和比較，39、國(guó)外學(xué)者最近提出的研究方法，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的ESD抗體實(shí)驗(yàn)裝置，多少次在社區(qū)實(shí)驗(yàn)中許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，目前國(guó)際上還有三個(gè)小組： IEC SC77B WG9、ansic63美國(guó)密蘇里高等院校學(xué)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(yàn)和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 40、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖41、研究結(jié)果表明，ESD故障水平與感應(yīng)環(huán)上的環(huán)感應(yīng)

14、電壓具有良好相關(guān)性的尖峰電流的導(dǎo)函數(shù)和上升時(shí)間與失效水平?jīng)]有良好相關(guān)性的環(huán)上感應(yīng)電壓是超高速CMOS解老虎鉗故障水平的最佳指標(biāo)，解老虎鉗使用高速CMOS的成分增加42、主要進(jìn)展- -兩種模擬器效果試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)的要求，兩種模擬器未見(jiàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果。 45、放電電流峰值接近，但振蕩電流(di/dt )不同，對(duì)電流導(dǎo)函數(shù)敏感的受試者不利。 46、這是因?yàn)镮EC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電流檢查波形的規(guī)定不嚴(yán)格，模擬器得到的靜電抗擾度測(cè)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(jìn)一步完善ESD模擬器的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，縮小不同模擬器靜電抗擾度檢驗(yàn)結(jié)果之間的差異。 47、另一方面，進(jìn)一步研究空氣放電的特點(diǎn)，改善模擬器的空氣放電再現(xiàn)性，應(yīng)用嚴(yán)格控制的空氣放電方式和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，更好地進(jìn)行電子設(shè)備的靜電放電抗擾度試驗(yàn)。 在48、新的ESD模擬試驗(yàn)裝置原理圖49、新的ESD試驗(yàn)控制平臺(tái)50、接觸式放電36cm下，當(dāng)阻抗不同時(shí)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(qiáng)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(shí)間和耦合電壓值、52、不同放電電壓(負(fù)極性)條件下的空氣放電電流上升

16、時(shí)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(fù)極性的空55、這是因?yàn)榭諝夥烹姇r(shí)受到大氣環(huán)境的影響，特別是電極的漸進(jìn)速度、電弧的等效電阻大小、空間電荷效應(yīng)等隨機(jī)因素的影響。 而且，在關(guān)這些個(gè)要素之間，如果用機(jī)械將電極的漸進(jìn)速度控制在80cm/S到1m/S這種接近實(shí)際人的動(dòng)作速度的速度，則具有能夠得到理想且符合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)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(dòng)速度測(cè)量值、57、靜電放電輻射場(chǎng)測(cè)試要求的寬帶脈沖電磁場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，并打底子ESD輻射場(chǎng)研究。 寬帶脈沖電場(chǎng)量測(cè)儀器，今后的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)，58，研制出滿足

17、靜電放電輻射場(chǎng)測(cè)試要求的寬帶脈沖電磁場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，并打底子ESD輻射場(chǎng)研究。 研究一種一頭地能模擬實(shí)際放電過(guò)程的空氣放電規(guī)律和實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。 研究了改進(jìn)靜電放電的抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 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(píng)價(jià)。 59、5.3激波(沖擊)抗擾度試驗(yàn)激波(Surge )抗擾度主要分為電壓浪涌抗擾度試驗(yàn)和激波電流抗擾度試驗(yàn)。 激波社區(qū)是模擬雷暴引起的嚴(yán)重干擾作用的東西。60、5.3.1試驗(yàn)等級(jí)試驗(yàn)等級(jí)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(duì)浪涌的靈敏度不同，需要采用與適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法不同的測(cè)試水平。61、班級(jí)選擇考試班級(jí)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(jí)選擇的依據(jù)。 GB/T17626.5-1999電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)沖擊抗沖擊性試驗(yàn)將其中的安裝類別規(guī)定