浪涌抗扰度试验化进展

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TEST2005-5- 内容提问题，也有耦合/去耦网络和试验方法的问这些方面的进展。2005-5- 浪涌抗扰度试验的国际标准是IEC61000-4-5:1995，与之对应的 是GB/T17626.5-1999，属基础性的电磁兼容标准。凡在产品标准中涉及雷击浪涌抗扰度试验的，均按但自从浪涌抗扰度试验标准发布以来，在执行过程中也曾发现过一些问题，如波形的校验，特别是带了耦合/去耦网络之后的波形校验问题；以及高速数据线路的抗涌波的耦合问题等等。为此，国际上也陆续出现了一些修订该项标准的CDV文件），介绍浪涌抗扰度试验标准化的最近动态，希 2005-5- 2005-5- 电压和电流波形的定义方法和要求2005-5- 综合波发生器中电压和电流波形是被试品输入阻抗的函数。当浪涌信号加到被试品上，由于被试品中安装的保护器件动作，或者被试品输入端产生飞弧和击穿，使得被试品输入端的阻抗可能产生变化，为了评价被试品的性能，确保综合波发生器所特有的1.2/50μ电压波和8/20μ电流波是必须的。此外，标准规定开路输出电压波和短路输出电流波的幅度误差均为±10%。以上这些这是对综合波发生器的考核依据。2005-5- 耦合/去耦网络中的耦合部分用来将综合波发生器的浪涌信号传送到被试品的交/直流电源线上，进而进入被试品的电从图3和图4图可见，耦合/去耦网络的额定参数是：耦合电容C为18μF（用于差模试验）或9μF（另外再串联10Ω的图3差模试验配 2005-5- 关于耦合/去耦网络置入后对波形发生器的影响，在IEC61000-4-5：1995标准的6.3.1节中 ：“除了浪涌发生定义以及试验发生器的其他参数均由6.1.1节来规定”。在同一标准的6.1.1节中又 ：“对于专门的试验条件应包括附加的电阻（10Ω或40Ω）以增加要求的等效源阻抗”。“这/50μs和8/20μs（综合波）波形了”。在该标准6.3.1 ：“当信号发生器阻抗根据配置要求从2Ω增加到12Ω或42Ω时，耦合网络输出的试验脉冲持续2005-5- 对于耦合/去耦网络的去耦性能，在IEC61000-4-5：1995加浪涌线 的残余浪涌电压不应超过最大所施加电压时，在去耦网络电源输入端上的残余浪涌电压不应超过所施加电压的15%，或电源电压峰值的两倍，两者中取去耦电容选择的依据（标准没有规定共模和差模电容的2005-5- 1.标准对发生器的输出波形有明确规定，开路状态下的电压2Ω。2.由于耦合/去耦网络的参入，特别是在耦合电容支路中串联电阻后（如按图4要求进行共模试验），在耦合/去耦事实上，标准还是忽略了耦合电容担负的隔直电容的作用，C所以波形中必然含有直流分量。而耦合电容的隔直作用却阻止了直流分量的通过，因此在耦合/去耦网络输出端的波形（相对于发生器的直接输出波形）发生变化是肯定的，只是2005-5- 综合波经过耦合/去耦网络后对输出波形的文件）中最关键的一点是提出了要在耦合/去耦网络的受试设备端口上来校验电压和电流波形（包括波形的前沿和半峰值持续时间）。这时在发生器的输出端（注意，不是在浪涌发生器的输出和耦合网络的输出端子要接到有足够带宽、且有足够电压容量的测量系统去，以便监视开路电压的波形。在为AC和DC电源线配置的耦合/去耦网络输出端去耦电感由模拟发生器的制造商选择，但在额定电流下，耦合/去耦网络在被试设备端口处的电源压降应小于10%。2005-5- 出现，当电流＞25A时，耦合/去耦网络中的去耦元件（去耦电感）的值要适当减小，因此，开路电压波形的半峰值 50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/50μs＋10μs/2005-5- 在标准修订稿中提出上述内容是非常重要的：当耦合/去耦网络与发生器配合使用时，耦合/去耦网络在一定程度上也成了发生器的负载。由于发生器产生的波形相对缓慢，电压波为1.2μs/50μs，电流波为8μs/20μs视的部分，而且这个负载将同时参与综合波中的电压和电流波形的形成。很显然，这与单独由发生器去形成电压波和电流波是完全不同的概念，因此，在耦合/去耦网络的被试设备端口处的波形发生变化是不可避免的。草案中表1和表2给出了波形变化值得一提的是，标准修订稿对于耦合/去耦网络电源输入端的2005-5- 对于10/700μs发生器的描述，修订稿除了与IEC61000-4-3），还首次提出了对开路输出电压与短路输出电流关系的要求，见表4，从数据不难看出，电压与电流参数之比，实按国际电 ，蓝皮按国际电 ，蓝皮--42005-5- 去耦网络的串联阻抗常常成为限制数据传输有效带宽的主要因素。在本文3.2节中将介绍在耦合/去耦网络不能应用的情况下如何进行试验的问题。对于能够 场合，担当耦合的元件可以是电容，否则可以采用箝位元 浪涌波耦合到被试线路之后，由于耦合电路本身的耦合机2005-5- 采用电容耦合的耦合/去耦网络，与采用放电管耦合的耦合/去耦网络，可以有不同的试验结果。究经选用何种耦2005-5- 耦合线路见图5所示。线路中的去耦电路为R＝40Ω，C＝辅 保设 设图5用于 2005-5- 当耦合电容会对线路的功能造成影响时，电容器就不能使用了，而应采用图6推荐的方法（用箝位元件代替了图5中的耦合电容）。图中这些寄生电容很小的箝位元件，将能用到许多I/O线。要注意，箝位元件的箝位电压必须足够低（刚刚大于被试耦合/去耦网络中的参数是：再加上所选箝位元件本身的在试品处的脉冲波形取决于脉冲幅度、箝位元件本身的特性，故无 定波形的值

辅 保设 设图6用于 2005-5- 另一个替代电容耦合线路的方案造成影响，不能使用）。由于硅雪崩元件或气体放电管只有很小的寄生电容，所以这一线路可以用到大多数I/O线去。考虑到气体放电管的着火电压很高，该线路只能用在要求耦合的浪涌为极强情况下。图中放电管的工作电压要选得尽量低一点，但要大电路的阻抗为R＝40Ω，再加上

辅 保设 设

所选放电管（充气的，或固体的）共模试验时S1接0；差模试验时S1接在试品处的脉冲波形取决于脉冲

的幅度，及雪崩元件本身的特性，图7用于 所以 定波形的值及容差 由气体放电管耦合的电2005-5- 务。这里Rm2是耦合网络中的电阻，对n芯的导线来说，

Rm2＝n×40Ω（n等于或大于耦合/去耦网络中的参数是：耦合电路的阻抗为Rm2再加上特性，所以无定波形的值

辅 保设 设图8用于 2005-5- 例1.对1.2/50μs浪涌，n＝4，Rm2＝4×40Ω，加上发例2.对10/700μs浪涌，n＝4，Rm2＝4×25Ω，加上发2005-5- 由于结构的原因，大多数耦合/去耦网络在频率达到对于像ISDN和XDSL等高速通信线路，为了能正常工作，去耦网络的通路必须是低阻抗的。一个合适的耦合/去耦网络的例子见图9所示。该线路只能工作在综合波的情况下，因2005-5- 号代表连接 浪涌发生 图9 高速通信线路的耦合/去耦网络（由于电感饱和的原因，不推荐用于2005-5- 准修订稿与IEC61000-4-5：1995也有所不同。·参考接地板。对高频工作的情况（通常是采用气体放电管来进行耦合），以及用4.6.1节及图11来对线试验情况是必须采用参考接地板的。此外，在正式安装时需要连接2005-5- 对1.2/50μs的浪涌波来说，是通过电容耦合网络加至被试品电源端子的，为避免对同一条供电线的其他设备施加浪涌，必须要有足够大的去耦阻抗以浪涌进2005-5- 电管耦合方式的配置。这是根据传输频率所决定的容性2005-5- 式，而选用经体放电管的耦合方式。这时，试验电耦合到被试线去的。2005-5- 一旦端口的功能确定了，就卸掉数据线，不经过耦合/去试品的内部关断或松开通信端口。可能，在整个试验2005-5- 用 线上的试验配在 线试验时，耦合/去耦网络不再适用，这时应该采 和被试端口不同，所有被试品的连接将通过适当的措施（安 变压器，或者是适当的耦合/去耦网络）来保持与 行。图11中的电容C体现了对地的分布电容，而不是元件。如果电缆长度足够，电缆线可以放在离接地平面高度为10cm的绝缘支架或电缆托架上。试验时以2Ω的源阻抗，按规定的试 2005-5-

安 变压 安 变压

安 变压图11 2005-5- 按照图12，在尽可能接近互连电缆处施加浪涌。为了将浪涌加到一根特定电缆或者一捆电缆上去，这里推荐的耦合方式对于在两个或多个被试设备（或一个被试设备和辅助设备）之间有多重接地的多芯 电缆的试验是很有用的。如果个别电缆在安装时是捆扎的，对于这种捆扎情况也能进 试。参考地，例如地平面 室的壳·由于ILT≈I，ILN＜＜I，注入电流的大部分将流过试验电缆 图12 2005-5- 超过1m时，电缆的超长部分应在电缆靠近的地方按对于经由非线连接的系统，按图11的试验配置进行试验，除非电缆和电缆分布电容不存在。2005-5- 线单端接地的系统，应按图112005-5- 如果试验配置中所规定的某种耦合方式由于功能原因而不能使用时，那么产品标准应当规定出可以替代的方法（适合于特殊情况），同时将相应的试验结果写进产