华北电力大学科技学院浪涌冲击试验解析

1、华北电力大学科技学院 电磁兼容实验报告 班级：电信13K2 姓名：张钦潘 学号：131903020231 电磁兼容 浪涌（冲击）抗扰度试验 实验内容 1:浪涌的试验内容：雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌 雷电具有以下几个特点：冲击电流非常大，其电流高达 几万至几十万安培。持续时间短，一般雷击分为3个阶段， 即先导放电、主放电和余光放电，整个过程一般不会超过 60pso雷电流变化梯度大，有的可达10KA/pSo冲击电压高, 强大的电流产生交变磁场，其感应电压可高达上亿伏。 2：浪涌的目的 目的是建立一个共同的基准，以评价电气和电子设备在 遭受浪涌（冲击）时的性能。 3：试验设备 咼压源U； 充电电

2、阻Re； 储能电容Cc; 脉冲持续时间形成电阻Rs; 阻抗匹配电阻Rm; 上升时间形成电感Lro 二：试验 1:标准 表2 1. 2/50 8/20|is波形参数的定义 定义 根据 GB/T 16927.1 根据 IEC 60469-1 波前时何 ps 半必值时问 卩s 上升时问 (10%-90%) 持续时何 (50% 50%) 开路直圧 】2X(l30%) 5OX(12O%) 1X(13O%) 50X(l20K) 矩路电流 8X(l20%) 2OX(12O%) 6.4X(1120%) 16Xl20%) 注：在现行IEC出,板物中,1.2/50 ps和8/ZOps披形通常按GB/T 16927

3、.1规定如田2和图3所示其他的 IEC椎荐标桂按IFC 60469-1 J定波形如表2所示. 对本祁分,两种足义都是有效的，但所赭的是冋一发生器 表3开路电压峰值和短路电流舞值的夭糸 开路电压峰值10% kV 短賂电淹峰值10% kA 0.5 0. 25 1.0 0.5 2.0 1-0 4.0 Z.0 波形图： a)浪涌电压波形如下图所示: GB/T 17626.52008/IEC 61000-4-5；2005 波的时何:Tx-l.67XT-l.2Xa土30%）円 半蜂血时何：血50X0土20%）円 注：稻合/去耦网络输出漏的开路电压波形可能存左絞大的下冲，基本上同图3所示的曲线. b）浪涌电

4、流波形如下图所示： 图2未连壇CDN的发生器输出端的开路电压波形（1. 2/50 jlsXGB/T 16927. 1的波形定义） 注前时（8JsT11.25XT=8X（l2O）ps 半峰備时 f5J：TB-20Xl20%）Ms 注：30%的下冲规定只适用于发生密的输出埸。在耦合/去耦网络的输出竭对下冲戍过冲设有限制. 2：仿真 a：原理图 开路电压原理图 VQ c Cc C=8 uF Rm R=1.2 0hnr 1=10 uH - -R vtStep i SRC1 | Vlow=0 V Vhig/3=1 kV .Delay=0 nsec Rfee=4-9ee- Rs1 R=15Ohm R=20

5、 Ohm R1 R=100 MOhm NSIENT I ： Tran Trani . “ 亠 ”.Stop7ime=100 usee, MaxTimeStep=1 usee 短路电流原理图 b：结果图形 1）开路电压波形 5us时的波形: 10 lOus时的波形: lOOus时的波形: 勺n 波前时间:T1=1.67*T=1.5* (1+30%) us 半峰值时间:T2=45* (1+20%) us 对比标准的参数表可知，基本符合标准的要求。 2) 短路电流波形 15us时的电流波形： time, usee -rLa)qodl_ 30us时的电流波形: &qod_ time, usee lOO

6、us时的电流波形: ._oqod _ 波前时间:T1=1.25*T=8.7* (1+20%) us 半峰值时间：T2=17*(l+20%)us 对比标准的参数表可知，基本符合标准的要求。 3) 开路电压峰值与短路电流峰值的关系 由开路电压波形图和短路电流波形图可知，电压峰值约为 9.3KV,短路电流为0.45KA,对比标准的开路电压峰值与短 路电流峰值的关系可知，基本符合标准的要求。 三:V良涌的防护二极管模型的反串电压为10V 浪涌的防护采用一个二极管并联在输入回路中的方式，二极 管模型的电压为1KV,原理图与仿真波形图如下图所示： 开路电压原理图： 100ns时的原理图 Tl c., Cc

7、 C-8 UF ?SRC1 Vlw=0V Vhgp=ikV Delay=0 raec De ode I Diooei V M0del= DIODEM 1 Ao:a=. Periph= Scae= Region Trse- Mode=no20 Ctim .is=. Bv=30V . VjSWF . 1歸d TRANSIENT RS= Itv= F$W= 1 Gieax Nbv- AowScaiing-no Iran N= ltM = lhon= Tran! Tt= Nbvr= irise= StopTme= 100 usee Cd= Kr= X4I= MsxlinieStep=2 usee .C

8、jo=. Af=. Eg= vr He AllParams- M = Jsw= R= R$w= rmax= Geafcsw = lmcit= Ns=- IA i如. Nr= CjSW= IW= Msw= 100ns时的波形图 R1 R=100 MOhm 30ns时的波形图 短路电流原理图: Tl Ci8uF Vtstep SRC1 Vlow=0V Vhgp=1Kelay=O nse: TRANSIENT . * Dfode DWC1- M0del-DIODEM1 Acea- .pwn=. scare- Regicn= 5D= Tnse- .Mode=ncnlinear Iran Trani StopTime-100 usee MaxTimeSiep=2 usee R Rm r R=i.2 Onm RSI RM 5 Ohm R=-20 0im Lr L=1OJH .R= R R1 . R=O 01 aim I pror I P Diode JM006 DIC0EM1 (S=. Bv=10V Raltv= Gfeak= Nbx N=ltM= n- nm Cd= Kf= CjO=A仁. VJ- . M=Jsw= FC=R$w = imac= - Gleaxsxv = kndt= Ns= lsr=. IKp=. Nr= . Cjsw=. ikf= Msv/= Vj$W = .Fes*