1.實(shí)驗(yàn)的目的

      電快速瞬變脈沖群EFT試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證電子設(shè)備機(jī)械開關(guān)對(duì)電感性負(fù)載切換、繼電器觸點(diǎn)彈跳、高壓開關(guān)切換等引起的瞬時(shí)擾動(dòng)的抗干擾能力。這種試驗(yàn)方法是一種耦合到電源線路、控制線路、信號(hào)線路上的由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群試驗(yàn)。容易出現(xiàn)問題的場(chǎng)合有電力設(shè)備或監(jiān)控電網(wǎng)的設(shè)備、使用在工業(yè)自動(dòng)化上面的設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等檢測(cè)微弱信號(hào)設(shè)備。

2.干擾的特點(diǎn)

EFT的特點(diǎn)是上升時(shí)間快，持續(xù)時(shí)間短，能量低，但具有較高的重復(fù)頻率。EFT一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞，但由于其干擾頻譜分布較寬，會(huì)對(duì)設(shè)備正常工作產(chǎn)生影響。其干擾機(jī)理為EFT對(duì)線路中半導(dǎo)體結(jié)電容單向連續(xù)充電累積，引起電路乃至設(shè)備的誤動(dòng)作。

1）電快速瞬變脈沖群測(cè)試及相關(guān)要求

不同的電子、電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)EFT抗擾度試驗(yàn)的要求是不同的，但這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于EFT抗擾度試驗(yàn)大多都直接或間接引用GB/T17626.4這一電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，并按其中的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。下面就簡(jiǎn)要介紹一下該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。

2）信號(hào)發(fā)生器和試驗(yàn)波形

a）信號(hào)發(fā)生器

其中，U為高壓直流電源，Rc為充電電阻，Cc為儲(chǔ)能電容，Rs為內(nèi)部的放電電阻，Rm為阻抗匹配電阻，Cd為隔直電容，R0為外部的負(fù)載電阻，Cc的大小決定了單個(gè)脈沖的能量，Cc和Rs的配合決定了脈沖波的形狀（特別是脈沖的持續(xù)時(shí)間），Rm決定了脈沖群發(fā)生器的輸出阻抗（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是50Ω），Cd則隔離了脈沖群發(fā)生器輸出波形中的直流成分，免除了負(fù)載對(duì)脈沖群發(fā)生器工作的影響。

圖1.信號(hào)發(fā)生器

b）實(shí)驗(yàn)波形

試驗(yàn)發(fā)生器性能的主要指標(biāo)有三個(gè)：?jiǎn)蝹€(gè)脈沖波形、脈沖的重復(fù)頻率和輸出電壓峰值。IEC 61000-4-4要求試驗(yàn)發(fā)生器輸出波形應(yīng)如圖2，3所示。

EFT是由間隔為300ms的連續(xù)脈沖串構(gòu)成，每一個(gè)脈沖串持續(xù)15ms，脈沖波形組成，單個(gè)脈沖的上升沿5ns，持續(xù)時(shí)間50ns，重復(fù)頻率5kHz和100kHz。為了保證5kHz和100kHz注入的能量具有等效性，當(dāng)用100kHz的重復(fù)頻率代替5kHz時(shí)，EFT的持續(xù)時(shí)間從15ms縮減到0.75ms。傳統(tǒng)上使用5kHz的重復(fù)頻率，然而100kHz更接近實(shí)際情況。在電力上一般要求為100kHz。

c）干擾實(shí)驗(yàn)等級(jí)

受試設(shè)備的被試驗(yàn)部分主要包括設(shè)備的供電電源端口，保護(hù)接地，信號(hào)和控制端口。

圖4 脈沖群試驗(yàn)等級(jí)

需要注意，并不是信號(hào)和控制信號(hào)在相同測(cè)試等級(jí)下信號(hào)發(fā)生器輸出電壓就比對(duì)電源測(cè)試的電壓要低，實(shí)際信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)幅度是一致的，是由負(fù)載阻抗決定的。信號(hào)線一般阻抗為50歐，信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有50串接電阻。所以信號(hào)測(cè)量電壓應(yīng)為0.5xVp（開路）。此電壓可以正負(fù)偏差10%。

3、耦合裝置

IEC 61000-4-4提供的耦合裝置有兩種：耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)和容性耦合夾。一般情況下，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)主要用于電源端口試驗(yàn)，容性耦合夾主要用于I/O端口和通信端口試驗(yàn)。

4、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)

耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的作用是將干擾信號(hào)耦合到受試設(shè)備并阻止干擾信號(hào)連接到同一電網(wǎng)中的不相干設(shè)備。

                                                                      圖5.耦合裝置

耦合脈沖干擾是通過33nF的電容，同時(shí)施加到L1、L2、L3、N、PE信號(hào)上。信號(hào)電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的機(jī)殼相連,機(jī)殼則接到參考接地端子上。這表明脈沖群干擾實(shí)際上是加在電源線與參考地之間,即加在電源線上的干擾是共模干擾。

5、容性耦合夾

對(duì)于采用耦合夾的試驗(yàn)來說,耦合夾能在受試設(shè)備各端口的端子、電纜屏蔽層或受試設(shè)備的其他部分無任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線路上。電容耦合夾的結(jié)構(gòu)如圖？所示。試驗(yàn)中受試線路的電纜放在耦合夾的上下兩塊耦合板之間,耦合夾本身應(yīng)盡可能地合攏,以提供電纜和耦合夾之的最大耦合電容。耦合夾與電纜之間的典型電容是50-200pf。

    圖6.容性耦合夾