电快速瞬变脉冲群抗扰.pdf

《电快速瞬变脉冲群抗扰.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、脉冲群抗扰度试验的要点及其对策钱振宇2008-5-21QIANZHENYU1脉冲群抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.4，它等同于国际标准IEC61000-4-4。脉冲群抗扰度试验是一种使用较为普遍的抗扰度试验项目，同时也是在所有抗扰度试验项目中属于比较难做（经常有人反映这项试验的重复性和可比性比较差），和比较难于通过的一个试验项目。2008-5-21QIANZHENYU21.脉冲群瞬变干扰的形成原理日常生活中，当人们在拖线板上插拔一个用电设备的插头、用开关切断一个用电设备时，在此瞬间所产生的电火花情况，

2、和它对收音机、电视机以及对个人计算机的干扰都是司空见惯的，但是很少有人会去考虑它的形成过程和干扰的实际大小。2008-5-21QIANZHENYU3根据研究人员对开关切换电感性负载过程的模拟和分析发现在开关切断电感性负载瞬间，在电感性负载上产生的反电势达到数千伏之多，远大于普通电感性负载的供电电源值。这样，这个反电势最终要出现在开关的动静触头上。由于开关打开瞬间动静触头的间距还很近，感应出来的反电势足以将触头间的空气隙击穿，沟通了电感性负载经供电电源来放电的回路。因为放电回路的分布参数很小，这一放电过程实际上是

3、转瞬之间立刻结束的，在供电线路上实际上是出现了一个前沿达到ns级、宽度达到几十ns级、幅度达到千伏以上的高压小脉冲。上述脉冲形成之后，这一电路重又恢复到电感性负载产生反电势和经由开关动静触头间气隙放电的过程。这一过程要一直进行下去，直到贮存在电感性负载中的能量已经足够低，而开关动静触头的距离已经拉得足够远，再也产生不了上述放电过程才告结束。2008-5-21QIANZHENYU4所以在日常生活中打开了一个控制电感性负载的开关，我们看到了一个火花，但它实际上代表了在供电线路里产生一连串的高压小脉冲。而脉冲的个数、

4、脉冲的前沿、脉冲的宽度和脉冲的幅度则取决于供电线路和电感性负载的本身。这些高压小脉冲将直接耦合到被干扰设备的供电线路的电源和地之间，并且可以通过电感和电容的耦合，间接地耦合到信号电缆上，形成严重的干扰。2008-5-21QIANZHENYU5根据国外专家的研究，认为成群出现的脉冲干扰之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体器件结电容的充电，当结电容上的能量积累到一定程度，便会引起线路（乃至设备）的误动作。鉴于这类尖峰脉冲串对电网中电子设备的干扰作用是明显的，所以在我国的电磁兼容系列标准GB/T176

5、26中（等同于国际上的IEC61000-4系列标准）专门用一个分标准来模拟电网中机械开关对电感性负载切换时所引起的干扰，从而完成对电气和电子设备在抗击电快速瞬变脉冲群性能方面的考核。2008-5-21QIANZHENYU62.脉冲群发生器的基本线路及其波形（见下图）波形形成电阻RS与贮能电容的配合，决定了脉冲的形状，阻抗匹配电阻Rm决定了脉冲群发生器的输出阻抗（标准规定是50Ω）；隔直电容Cd则隔离了脉冲群发生器输出波形中的直流成分，免除了负载对脉冲群发生器工作的影响。右侧的放电波形分别给出了单个脉冲波形的前沿

6、及脉宽的定义（见右上图）；一群脉冲中的重复频率概念（见右中图）；以及一群脉冲与另一群脉冲之间的重复周期（见右下图）。2008-5-21QIANZHENYU7脉冲群发生器的基本技术指标是：脉冲上升时间（指10%至90%）：5ns±30%（50Ω匹配时测）；脉冲持续时间（前沿50%至后沿50%）：50ns±30%（50Ω匹配时测）；脉冲重复频率：5kHz或2.5kHz；脉冲群持续时间：15ms；脉冲群重复周期：300ms；发生器开路输出电压：0.25～4kV；P发生器动态输出阻抗：50Ω±20%；输出脉冲的极性：正

7、/负；发生器与电源的关系：异步。其中，脉冲群发生器的重复频率选择与试验电压有关：0～2kV用5kHz；4kV用2.5kHz。2008-5-21QIANZHENYU83.试验配置和布局本节主要讲述脉冲群试验的试验室配置和布局。试验配置的正确性影响到试验结果的重复性和可比性，因此，正确的试验配置是保证试验质量的关键。对于脉冲群抗扰度试验的这种高速脉冲试验，结果尤其如此。3.1电源线耦合/去耦网络电源线耦合/去耦网络的线路见下图所示。2008-5-21QIANZHENYU9这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到

8、受试设备的电源端口的能力。这里所谓不对称干扰是指线（电源线）与大地之间的干扰。作为佐证，在图中可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线（L1、L2、L3、N及PE）上，信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连，机壳则接到参考接地端子上。这就表明脉冲群干扰实际上是加在电源线与参考地之间，因此加在电源线上的干扰是共模干扰。2008-5-21QIANZH