1、目的:使雷突波干扰耐受性测试时,能有统一规及流程可供依循,特订定本程序书,本试验的目的是仿真雷击突波电子产所造成的干扰,并判别其耐受
2、适用范围:行雷击突波干扰耐受性测试时,适之。此测试是为保证产品符合EMC / 89 / 336要求EMC指标。 3、测试
浪
耦合 / 去耦合网
U
U网络10 / 700μS.
4、测试装置
将浪涌发器和络放置在一个地参考水平面上,将源过滤器16.1放在浪涌发生器上部。去耦合机DECIA和数据线耦合网IP 6.2堆放在参考面上,靠近浪涌
CAUTION
~
HIGH VOLTAGE
源 + 浪涌
电源耦合过滤器16.1 耦合网络
浪涌发器 EUT DEC 1 A去耦合网
非传导
图1 : 火牛浪涌测
辅助仪器
电源耦合过滤器16.1 耦合网络
浪涌发生器 EUT
DEC 1 A去耦合网络
电源线 +
电源线
图2:电话线浪涌测
5浪涌测试牛,仪器断开电源,PHV30.2卡(1.2 / 50 μS)安装于浪
器中。
高压探头与耦合过滤器连接(如图1)。
测试话线,仪器断开电源,应将PHV29卡(10 / 560μS)安装于浪涌
器中,
按照图2连接高压探头与耦合网络。
7 测试过程中,辅助仪(电源和电馈桥)必须始终通过去耦合络与EUT连
8 测试程序
8.1 EUT必须在指定的操作和气温条件下进行测试。
8.2 测试前必须正确安装测试仪器,挑选正确的时间卡。
8.3 启浪发生器和有关的耦合网络。浪涌发自动显示预编程序菜单。 8.4 从菜单中选择程序6和程序7测试火。程序6应用于1KV水平测
序7
8.5 下浪发生器上的启动键开始测试。每10EUT电源产生脉冲信号。 8.6 从菜单中选程序4和程序5测电话。程序4是有关800V金属
程序5是关1.5KV纵测试。按下开始键,EUT将在40秒内自动产
个脉冲。
8.7 EUT应以任何可能的方式进行测试。
8.8 产生信号过程中不以触碰EUT。如在测试过程中发生任何意外,可
浪涌发生器附近的紧急按钮。
8.9 试前后应作EUT功能测试。为在测试中如果未使用复位而重新获得丢失的功能,此试规则B允许有功能失
8.10 如EUT仍保持对浪涌信号疫力,测试结果是确定的。同样,测试后必须符合产品术指标中的所有功能
雷击浪涌测试方法
静电放电抗扰度EMC测分为电干扰EMI和电磁 敏感性,即抗干扰EMS,静电放电扰度是EMS一个测试项目,带电的物体进行会产生放电电流,这个放电电流会产生短的强度很大的电磁场。放电时产生短暂的放电电流和相的电磁场可引起电气、电子设备的电路发生故障,甚至。静电放电试验的目的就是检验气、电子设备在遭受这类静电放电骚扰时的性能。静电放电试验主要针对户可以实施的维护。 正常使用中用户可以接触的区域,正使 用的位置,分为直接放电和接触放电直接 放电模拟了操作员对受设备直接接触 时发生的静放电情况。间接放电则是对 水平耦合板和垂直合板进行放电,模拟 了操作人员对放置或安装在受试设备 近的物体放电的情况。其中接触电是 优先选的试验方法,间接放只在 能使用接触放电的场合中。般实验室的布置时这样的,台式设备放在 离参考水平面0.8m高的桌子上,并用 0.5mm的绝缘衬垫将受试设备和电缆与耦 合板隔,受试备与耦合板边的距离 不小于0.1m试验过程中,在EUT上选取 放电点,然在确在这一点是选接触 放电还是空气放电,一般金属外壳进行 触放,缘外壳进行气放电,有绝缘 层金属外壳要刮破绝缘层进行直接放电, 每个放点的电次不少10次,每次 间隔不小于1秒。 浪涌浪涌测试也是EMS的一个测试项目,它主 测试的是EUT对雷电产生感应电压 的抗扰度。因为在EUT的使用过中,在 发生雷电时,在电线和信号上可能 产生一感应的高峰电压,这个电压可能 会导致EUT性能下降甚至损,浪涌测试 是通过浪涌信号发器模拟生一尖峰 电压,耦合到电源线和数据上,观察 EUT在这么大的感应电压冲击下是否能正 常的工作。浪涌信号发生器下面这个就是内容分发网络 CDN,它是来测量三相供电的EUT者 直电的EUT备的,浪涌信号发生器 通过CDN将信号耦到被测试的线路中, 信号线的测量过CDN,但同时也要 上耦合夹,通过耦合夹干扰信耦合 到线路中,信号线的干扰信号波形和电源 线的干扰信号的波形不同,实验室里没有 信线的波形发生器,所以暂时这边没 法做信线的浪涌。 电快速脉冲群EFT同样也是EMS的一个测试目,主要为 了考核电子设备来自继电器,接触器等 在换电感性负时在电源线,控制线和 信号线上扰的扰,在继电器,接触 器器件切换时,会在电路中产生一个有 上时间短,重复频,能量低的特 点的干扰信号,也可能导致EUT性能下 降,甚至是损坏,个测试就是通过EFT信 号发生器来模拟这样的信号,测试EUT在 这环境下能否正常工作。涌信号发生器下面这个就是内容分网络CDN, 它是用来测三相供电的EUT或者直流电的 EUT备的,浪涌信生器通过CDN将号耦 到被测的线路中,信号的量也是通过 CDN,但同时要加上耦合夹,通过耦合夹将干 扰信号耦合到线路中。耦夹信号的输入端应该 为最接近EUT的端,EUT在布置中受试设备 应该放置在地参考平面上,并用0.1m的绝缘 支座之隔。若受试设备台式备,则受试 设备应在地参考平面上方 0.8m?0.08m处。 接参考平面应为一块厚度不小于0.25mm的金 板(铜或铝);也可以使用其的金属材料,但 厚度至少应为0.65mm。 谐波电流谐波流是EMI测试的一个项目,主要是考核 EUT产的谐波电流会不会对其他的物品 产生影响,首解释下什么是谐波,谐波, 指的是那些频率供电系统额定率数 倍的正弦电压或正弦电流。例如基频为 50Hz的交,其二次
电,三次谐波为150Hz,四次波为 200Hz,上述各次谐波中,三次谐波所占成 较大且对电气路危害最为明显。因大家用电器的运,生大量谐波电 流注入电网。大量谐波电入网后,通过 电网阻抗产生谐波压降,叠加在电网基波 上,引起网的电压畸变,会对人体和其 他用电器的工影响,现在测试的 EUT主分为4类产品进行测试,A类:家 用电器,不包列入D类的设备工具,不包括 便携式工具炽灯调光器、音频设备、未规定 为B、C、D类的设备B类:便携式工具、不属于专用设备的电弧焊 备C类:照明设备 D类:功率不大600W的个人计算机和个 人计算机显示器、电接收机 电压闪烁电压闪烁是EMI测试一个项目,主要是核 EUT产的电压的闪烁会不会其他的物 产生影响,电网中接有量由接 通和切断控制的负荷,如有温控器、定 时器的厨房器具、电加热器、空调器、复 印机和其他设备,当自动能够控制循环进 行接通和断开时,将引起电源负荷的频 变化,其结果使电电压产生波动;进而对接在一网络的照明设备亮度产生变化, 这种灯的容易使人产烦恼且对某 些人(如癫痫病人)的健康特别有。这 试考核的标有两个:压波动和闪 烁,闪烁的测量能精确评定连续的电压波 动产的影,而压波动测量能更好 地反映突然的较大电压变化产生的影响, 这种突然的大的电压变化对烁的测量影 响很小,但也十有害。 跌落电压跌落是EMS的一个测试项目,主要为了 考核电子设备电压暂降、时中和电 压化的抗扰度,因为在电网、电力设 故障或负荷突然出现大的变时,会出现 电压的暂降和短时断,有时出2次或 者多从的这种情况,在连到电网的负荷 连续发上变化时会出现电压波动,这些变 化时随机的,可能导致EUT的性能下降或 者损坏。通过电跌落号发生器来模拟实验的环境, 让EUT电压突落到运行电压的0、 30、40、70观察EUT的工作情况, 来判定EUT对电的抗扰度性能如何。 EUT的布置如果电源线没特殊的定, 则要使电源线尽可能的短。 工频磁场电压跌落是EMS的一个测试项目,主要为了 考电子设备对工频磁场的抗扰度,工频 磁场是导体中的工频电流产生的,或由 附近的其他装置(如变压器漏通)所产 生的,它可能会对EUt的工作产生影响,试 中的磁场波形正弦波,采用的是浸入 法,即EUT感应线圈的中部,EUT 应放在0.1米的绝缘木板上,外壳的接端 完好接地,用设备造商所提供或推荐的电源线、电源线暴露在圈中的长度至 少为1米,试中。感应线圈对于EUT的位 置应该分别在X、Y、Z方向上各进行次 试。 辐射骚扰辐射骚是EMI测试的一个项目,主强己?EUT生的空间辐射会不对其他的物品 产生影响,因EUT在工时,由于CUP 或者电机的工作会通空间产辐射, 其他物品的工产影响或者对人体产生 影响,进行一个辐射骚扰的测试,必须 的设备包括:测试场地——波暗室、接 收机、线、同轴电、转测桌, 普通产品一共分为4类,第一类 是信息技术类,所用标准是EN55022,第二 是家用电器类,所用准是EN55014, 三类是灯具类,所用标准是EN55015, 第四是音视频类,所用标准是EN55013。 按标准规定进行测试,EUT离天的距 离是3米,式设备是放在0.8米的绝缘桌上, 落地式设室放置在0.15的绝缘木板上,在 测试时,天线对应 的1米、2米、3米、4 米高的地点,台360度旋转,寻找辐射的 最大值点,观它否超过规限的范 围,天线的极化方向也对应的是分为水平 和垂直两个。根据产
限值也会 有所差异其中具类的测试范围是从 30MHZ--300MHZ,其他通产的测试范 围是从30,,,---1000MHZ所用的天是 双锥周对数天线,每次测试读点必须读 取6大值点,是通QP来判定的。在 接近限值的地方观察必须超过15秒。 射频电磁场辐射抗扰度射抗扰是EMS的一个测试项目,主要为了 考核电子设备对射的抗扰,EUT的现 实用的状态不可避免的要工作在一定强 度的辐射中,此时的设备能否这样强度 下的磁场中正常工不会有性能的下, 成为判定这设备质量的一个重要标准, 别是无线电在近年的使问题其突 :使用频繁,使用拘场合,使用的频 率也有所扩(使用频率在0.8GHz,3GHz 之间,目前还在朝4GHz方
雷击浪涌测试方法
雷击浪涌测试方法
Technology Lecture?术讲座产品认证、电磁兼容测试
钱振宇
4 雷击浪涌抗扰
雷击浪涌抗扰度试验的国家
同于国际标准 ,,,,,,,,,,,,)。
4.1 试
自然界的雷击(指间雷,如云层内、
击,或邻近物体遭到的击)都可以在户外
出浪涌电压和电流。此,在电站或开关站
切换瞬间,也会在供电路上感应出大的
流。这两种浪涌的共同
较,静电为皮焦耳级,冲群为毫焦耳级,
几百焦耳级,是前两种
(微秒级,而静电与脉群是纳秒级,甚至
重复频率
,,,,,,,(, 通过拟雷击浪涌的试验,
设备建立一个客观价抗浪涌干扰能
4.2 浪涌
———————————————————————————————————————————————
标准提到两种浪涌发生器,分别模拟电源
的浪涌情况,由于线路阻不同,两种浪涌的
? 用于电源路试验的综合
“综合波”是指波形数由标准规定的电
波是在一个发生器中形的(发生器输出端
电压浪涌波;发生器输端短路时,形成电
发生器的线路波形要求见右
对综合波发生器的基
开路输出电压(?,,,):,(,,,,
路输出电流(?,,,):,(,,,,, 至 ,,,,发生器内阻:,Ω(这是联系开路电压波和短路电流波的关键)可附加电阻 ,,Ω ,,Ω,以形成 ,,Ω 或 ,,Ω 的内阻涌输出极性:正,负浪移范围:,?,,,,?(浪涌输出与电源同步
最大重复频率:至少每分钟 , 次
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技术讲
Technology Lecture
? 用于通信线路试验的 ,,,,,,μ, 浪涌波发生器发生器线
对发生
开路输出电压(?,,,):,(,,,, 至 ,,,,发生器内阻:,,Ω浪出极性:正,
4.3 试
于浪涌试验电压和电流波形相对较缓,因此对试验室的配置比较简单。对于电源线路上的试验,是通过耦合,去网络来完成的,下图为单相试验电路例,有差模和共模试验的要。线,则与被试线路有关,不一一列
?
4.4 试验中的
试验前务必照制造商的要求加接保护措施。试验速率每分钟 , 次,不宜太快,以便给保护器有一个性能恢复的过程。事实上自然界的雷击现象和变电大型的
试验一般正,
试验电要由低到高逐渐递升,避免由于试品的 ,—,非线性特性出现假象。另外,注意试验电压不要超出产品标的,
4.5 试验的严酷
验的严酷度级分为 ,、,、,、, 和 , 级。电源线差模试验的 , 级参数未给,其余各级分别为 ,(,,,、,,,、,,, 及待定。电源线共模试验的各级参数 ,(,,,、,,,、,,,、,,, 及待
———————————————————————————————————————————————
试验的严酷度等级取决于环境(遭受浪涌
, 级:较好保护的环境,如工厂或电站的控室。, 级:有一定保护的环境,
, 级:普通的电磁骚扰环境,对设备未规定特殊安要求,如普通安装的电缆网络,工业
, 级:受严重骚扰的环境,民用架空线,未加保护
, 级:特殊级,由用户和制造商协商后定。具体产品选用哪一级,
4.6 对标准
现在有不少标都提到用 ,(,,,,μ, 雷击做试验的情况,但准不同,做试验的目的也同。如高压试验也提到雷击验,这是做冲耐压试验,用的发生器是高电压、阻抗的。此尽管发生器电压很高,但能量并不大。而且这种试验是在设备离线状态(不作状态)下进行的。反之,对 ,,,,,,,,,(, 标准,强调做在线设备浪涌抗扰度试验。由于线路阻抗低,因此发生器的输出阻抗要求低。这样看来,适用于浪涌抗扰度试的发生器,除要有足够高的输出电压外,还要求发生有低输出抗和量输的特点。而且于设备是在线状态(设备工作状态)进行试验,必须要用到耦合,去耦网络。可见上面提到
验是截然不同的验,绝对不能
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Technology Lecture
?技术
5 由射频场感应引起的传导骚扰
由射
5.1 试
在常情况下,被干扰备的尺寸要比干扰波的波长短得多,相形之下,设备引线(包括电源线及其架空线的延伸、通信线和接口电缆线等)的长度则可能达到干扰波几波长的度(或更长)。这样,设备引线就变成被动天,接受射频场感应,变为传导骚侵入设内,最终射频电压和电形成的近场电磁场影响设备的工
频场感应所起的传导骚扰与射频场辐射电磁骚扰恰成一对,相互补充,形成 ,,,,,,,,,,,,,, 全段扰试验。其中 ,,,,,,,,,,,, 为传导抗扰度试;,,,,,,,,,,,,, 为辐射抗扰度试
5.2 试验要求和严
试的频率范围为 ,,,,,,,,,,,,。当试品尺寸较小时,上限频率可扩
为提高试验难度,试验中要用到 ,,,, 的正弦波进行幅度调制,调
———————————————————————————————————————————————
试验的严酷等级分 ,、,、, 和 , 级的共模
严酷度等级的分类情况与 ,,,,,,,,,(, 是相同
5.3 基本试
传导骚扰的基试验仪器由下
信发?宽带功率?低通和高?固定衰?至耦合,生器,,,放大器通滤波器减器耦网,电调制流钳或电
耦合钳
? 射信号发生器(带宽 ,,,,,,,,,,,,,,有幅度调制功,能手动或自动扫描,扫描点的留驻时间可以定,出
? 射频功率放大器(取决试验方法及试验的严
? 低通和高通滤波器(用避免信号谐波对试品
? 固定衰减器(衰减量定为 ,,,,用
耦合网络间的不匹配程度,安装时要尽量靠近
上述仪器如配上电子毫伏计、计机及控制软件,可组成
5.4 试
试验一般在屏蔽室中
扰的注入方有:耦合,去耦网络(常用在作电源线的抗扰度试验。当信号线数目较少时也常采用);电流钳和
适用于对芯电缆的试验。其中电磁耦合钳在 ,(,,,, 以上频率,对试验结果有良好再现性;当频率高于 ,,,,, 时,磁合钳常规的电流钳有更好的方向性,并且在辅助设备号参考点与参接地不再
,,, 等级时,注入方式功率放大器之间的关
注入
功率放大器的出功率耦合,
,,
电
,,,, 电
,,,
6 电压跌落、短中断和电压渐变
电压
6.1 试
电压跌落、短时中断由电网、变电设施
出现的变化所引起的,有时会连续出现两次或多次跌落或断。电压变化则是由负载连续变化引起,通
电压跌落中断不总是突变的,例如一个大的电源网络断开(工厂的局部或地区中的较范围),由于有众多旋转电机接在电网,这些电机短充当机
对数据
处理后停机;而在电源恢复,按正确方式
本试验核设备的断电检测与处理能力。避免设备在断电检测装置触发,直流稳压电源的输入直流己降至最低电压,由
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技术讲
Technology Lecture
6.2 试
基本试验仪器有
? 用电子开关控制的两个独立? 用波形生器和功率放大器调压器结构方构成的试验发生
两个子开关同时关断时,输结构复杂,造价昂贵,但波形电压便中断(中断时间事前失真小,可意
切换。
两电子开关交替闭合时,可模此线路增加程控功后还可实拟输出电压的瞬时跌落或升
通常做成 ,?和 ,,,?切换式。价格低,可满足一
6.3 试
仪器选择主要取决于负载电流、峰值动电流的能力。输出电压
根据产
做 , 次,每次间隔 ,, 秒钟。
试验要在试品典型工作状态
如果要在定角度上进行切换,应优先选择 ,,?、,,?、,,,?、,,,?、,,,?、,,,?和 ,,,?上进行试验。但一般择 ,?
对相系统,一般是一相、一相地进行试验。特殊请下才对三相同时做试验,这时要求三
7 衰减振荡波抗扰
衰
7.1 试
减振荡波代表高和中压变电站的高压母线闸刀开关操作情况,它常会产生波前时间达到几十 ,, 级的瞬变电压波。由于高压电路中性抗的失,电压波有反射,由此产生了衰减振波。振荡波振荡频率受母线度(通几十至百米)影响,约为几百千赫芝至几兆赫
?
用衰减振波模拟工业环境中的衰减振荡瞬变,有着很高的裕度。用以检测试品在不同特定运行条件下的抗扰度。目前常见于电力系统中继保护、
7.2 衰减振荡波
衰减振
对衰减振荡波发生器的基本要求是:第一
衰减
对 ,,,, 至少 ,,,;,,;衰减振荡的波形衰减率:在 ,,, 周内
一串衰减振荡波的持续时间:不低于 ,,;发生器输出阻抗:,,,Ω?,,,;
峰值开路电压:,,,,(,,,,),,(,,,(,,,,);与电源
衰减振荡波的一峰值极性:
Technology Lecture?讲座迄今衰振波发生器在世界范围内只有极少数几家公司有售,发生器的开关几乎都是采用气隙放电方式,此振荡波形稳定性较差,单个振荡波形中的振荡次数与电压有关(电压高,振荡多;反之亦反),而且波形的毛刺也多。这些发生器的荡波重频率一般都不可节(即使可调,也只有固定几档);输出振荡瞬变波形的一峰值极性不能选择。此,振荡波的自由振荡频率也可调(一般只设一档频率,为 ,,,,;个别品提供来改变振荡频,如 ,,,,,,、,,,,,, 和 ,,,,,,等,但一台仪器只能产生一个频
上海三
作放电器件,输出瞬变的幅度连可调(最高可达 ,(,,,);,,, 极性可任选;振荡频率分两档(,,,, 和 ,,,,,, 在一台仪器中),可任选;振荡波的复为 ,,,,,;,,,可任选;每串振荡瞬变的持续间及一串振荡另一串振荡之间的间时间也可。特别输出波形的振次数与电压无关,波形稳定且光
7.3 试
? 耦合,去
电源线的抗扰度试验是通过合,去耦网络来进行
? 试验
考接地板采 ,(,,,, 以上的铜或铝板。如用其他金属板,须用厚度大于 ,(,,,, 以上。接地板寸决试验仪器、耦合,去耦网络、试品(包括辅助试验设备)、地板一条
验仪器、耦,去耦网络和试品(包括辅助试验设备)都放在参考接地板上面,试品要用 ,(,,?,(,,, 的绝缘物垫起,试品本身应按安装要求接线,并以粗而的接线与
试品试验室墙壁和其他电性结构的最小距离为 ,(,,。试品与耦合,去耦网络的连线长度 ,,(若连线超长,超长部分应卷成直径为 ,(,, 的线圈,平行地放在离考地板的高为 ,(,, 处)。发生器则在靠近耦合,去网络处放置,连
长度为 ,,。7.4 试
试验共模和差模两种,接线方如下: 试验采用 ,,,, 和 ,,,,,, 两振荡频率。按产品标准加试验电压,每一极性的试验时间不短于 ,,。7.5 试验的严酷度等级衰减振荡波试验严酷等级分 , 级,对共模试验分别取 ,(,,,、,,,、,,,(对继电保护设备取 ,(,,,)及待定;对模试分取 ,(,,,,、,(,,,、,,, 及待定。各级别的大体适用范围如
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技术讲
Technology Lecture
, 级:控制大楼有限范围内运行的电缆连接端口;, 级:控制大楼和继电室(或小型配电间)的设备电缆连接端口,而相设放
, 级:继电器室内所安装设备的电连接端口,设备本身也安
, 级:为待分析的特
对大多数量度继电器和保护装置适合用 , 级。仅在采取特别措施的情况
8 用高频噪模拟器做抗
频噪声模拟符合日本技术标准,迄今已有较长使用历史(上世纪 ,, 年代末闻世,几经改进,己有 ,,
较高的性能价格,在日本及周围受日本技术影响较大的国家和地区中有广泛应(在我国,家用电器的生产企业和中日合资产
频噪声模拟器功能以电快速瞬变脉冲群发生器雷同,一样可以做电源线和信号线的抗扰度试验,而且试验方法也相同(电线试用耦合,去耦网络;信号线用电容耦合夹)。但价格便宜,尤适合志于展产品电磁兼容性能摸底的企业使
8.1 主要技
输出脉冲:正,负极性
脉冲幅度:,,,(,,Ω 匹配负载时测,下同),连续可调;
脉冲上升时
脉冲宽度:,,,,,,,,,,,(每 ,,,, 为一增量,可调);操作方式:手动(一次按钮,产生一个脉冲)、自动(,,,,,,,,,,可)及
相位:在电源同步的情况下,脉冲在电
可见,频噪声模拟器毕竟与脉冲群发器不同。首先,波形不同(一个是波,另一个是 ,,,,,, 三角波)。其次,高频噪声拟器的脉冲在时间上均匀分布;脉冲群则是成群出现。要指出的是,高频噪声模拟器输出的 ,,, 脉冲实际和脉群发生器的 ,,, 脉冲是相当的。前者用 ,,Ω 匹负载测得的(高频噪模拟器的内阻抗也是 ,,Ω),故模拟器内部的电
际上是 ,,,。脉冲群发生器的内阻是 ,,Ω,当电压为 ,,,,用 ,,Ω 匹配负
?
测得的脉冲也将是 ,,,。
高频噪声的“高频”是指形中含有谐波成分
4.2 工作原
下图为高频噪声模拟器冲发生线路的简图
准备状态 ,, 充电己结束,作为时线使用的电缆线分布电容
水银开关闭合时,由于负载电阻与延时电缆的抗相等,在电阻上得到的电压将
水银关闭合瞬间,由于回路阻抗发生突变,有一部分能(幅值也是 ,,,,,,)经延时电
反射波达 ,,,,Ω 电阻处,由于电阻的阻值远大于电缆线的阻抗,形成第二次反射,属开路反射,反射波要反相
当第次反射波到达负载时,正好和原来的 ,,,,,, 相抵,形成一个完整方波。方波宽度等于电磁波时
上述分析预示,改变延线的长度,将改
当负载
声模拟器外形及操作
※输出脉冲的宽度通过改变接各分段延时线的组
电源线抗扰度试验用仪器内部的耦合,去网络来做。信号线抗扰度试验
频噪声模拟器的冲输出端子用电缆输出,电缆另一端的芯线与外层屏蔽形成短路圈,可将电压脉冲转变成电流脉冲,而将能量集中圈中央。这个短路圈靠近对辐射敏感的设备或线路时,可敏感设备产生误作。因,这个验方案可用来做设备的局部辐射抗扰度
(定性试验)。
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二极管正向浪涌电流测试方法
二极管正向浪涌电流测
The Diode Forward Surge Current Testing Methods
廖洪志(华越微电子有限公司,浙江 绍兴 312000)
Liao Hong- zhi(HuaYueic rmoelectroni ccso.,ltd.,Zjihaeng Shaoixng 312000)
摘 要:该文讲述了二极管正向浪涌电流测试的基要求和标准测试方法,针对标测试方法存在的
足,设计实现了采用信号控制、电容储能和大功率场应管晶体管电流驱动的电路解方 案,简洁而
效地实现了二极管正向浪涌电流
关键词:二极管;浪涌电;大功率场效
中图分类号:TN06 文献标识码:A 文章编号1003:- 0107(2014)07- 001003 -
Abs rtac :t This paper describes the basic requirements of the diode forward surge current testing and stan-
dard test methods,according to the shortage of the standard testing methods,designed and implemented
using the signal control,capacitive energy storage and power FET transistor current drive circuit solutions,
Concise and efficient implementation of the diode forward surge current testing.
Key w ords: Diode;Surge current;Power FET
CLC num ber: TN06 Docu ment code: A Ar itcle ID:1003- 0107(2014)07- 001003 - 0 引言以使极管返回其初始温度,再逐步增大浪涌
击电流,如此反复直至二极管损坏为止。此时,记录下 二极管是一类重要而又常用的子元器件,其种
极管损坏前后一次的浪涌冲击电流值和对应的结温, 格繁多,主要应用于整流、稳压、波、调制解调等
就是该测试品的 IFSM 实测值。同一规格产品需按 路类型。二极管尽管结构简单,其制造过程对单道
样数分别进测试 ,再取平均值,得到这一 产 品 艺的要求却很高,对应用的可靠求也十分严苛。
IFSM 值。 向浪涌电流是评价极管应用可靠性的一
2 正弦半波脉冲电流的产 1 二极管正
在大量的电源应用中,二极管是作主要的源边 二极管的规格繁多,常见的额定通态电流从数百毫 和副整流器件,是电源变换的端口有源器件,会承受 安到数百安培甚至更高,IFSM试要的 峰脉冲电 各种电网因素的影响以及过载冲击等。除必须保证足 流求达到数十倍的额定态电流值。标的测试方 够的额定通性能外,还要求能够承受数倍至数十
短暂的浪涌过电流冲击而不被损坏。二极管的抗浪涌 是采用大容量工频变压器,截取市电交流波形来产生时 载电流的能力,是其在实际应用中的可靠性的保证。 间常数为 10ms、导通角 0:180的弦半波脉冲,如 ??非重复峰值正向浪涌电流(IFSM是指在结) T为某 一温j [1]图 1 示。 度,给二极管正向
为 8.3ms或 者 10ms最大不重复的 正
流。这个参数的测试是一种坏性测试,目
件在高电流应力条件下,件芯片本身以
线、接触能够承受的浪涌电能力,并且验
的抗非重复性浪涌电流
测试过程中需要向被测极管施加一个
弦半波浪涌电流,并且需要持足够的浪涌
图 1 正向浪涌电流测
作者简介:廖洪志(1968- ),男,工程师,本,从事半导体集成电路和分立器
10
二极管正向浪涌电流测试方法 电子
用这种方法产生几百上千安培的正
用到的变压体积重量都非常可观,安装与使用十分不 VDMOS管存在比较宽的参数 度,并联应 由
便。一些国外司的产品对浪涌冲击电形有特殊要 用必须要认真考虑一些影响操作可靠性的杂问题,比 求,比如求在正向整流电流的基础上再加一个时间常 如电流分配不均的问题、热平衡问题等,这样对每 数为 10ms或 8.3ms、导通角为 0:180的正弦波脉 ??管子的数一致性有非常高的要,增加现和 冲电,或者要求施加续两个时间 常数为 10ms或 成
8.3ms、导通角为 0?:180?的正弦半波脉冲电流等。显然 以图 2 所示的线路为单元电路,用并行方式将单元 再采用市电截取的方法,已很满足不器件的测试 电路并联,能够克服上述不足。如图 4 所示,每只 求了。 MOS 都由一个运放单独控制,漏极短接提供大
浪涌冲击通路;每只运放输入端短接共用信号输入,接 3 测试案设计 收同一个浪涌电压波形。运放据反馈量自动调整输
控制,使 MOS管输出电流与输入信
大功率场效应管晶体管一类标准的电
流器件,在 VDMOS管 线性工作区内,漏
[2]极电压控制:IDS=GFS*VGS。给栅极施加
波形,在漏极就会输出相应
率 VDMOS管适合用于实所需的浪涌电流波
形式如图 2 所
图 4 电流驱动单元的并
这种实现方式,避开了复杂 MOS 管
题,对 VDMOS管参数 一致性要求大大降
装完成后几乎不需要调整,即可实现所要求的涌冲击 图 2 VDMOS 电流驱动电
性能。 运放组成基本的反向运
浪涌波形的生可以有多重方法,基本方式都是由 栅极,漏源电流通过 VDMOS管源样电阻 ,加到
单片机、FPGA或 上位 PC 机产生所需要的波形数据,再 放反向输入端,与输入波形相成反馈,运放输出
经过 D/A 转换得到 8.3ms或 10ms的正弦半 波。这方 压控制 VDMOS管的栅极电 压 VGS,进而控制漏极输
[3]式产生波形精准度好,波形失真度小,便于实现多种 电 IDS。这个 IDS 就是施加给二管(DUT)的
不同的测试波形要求,例如多个连半波,叠加直流的
单只 VDMOS管的功率和电流
上千安培的峰值电流,由大容量电解电容储能提 无达到上千安培的输出电流能力,采用多只并联的
供,此电容求等效内阻和感抗要小,本例采用 63V 式可以解决这个问题,以达到所的峰值电流。常
耐压的多只大容量电容并联,来满足峰值流储能的 的连接方法如
需要。
VDMOS管采用市场上常见
1kA 峰值电流,本例采用 20 单元并联方式。运放采用常
见的 JFET输入双运放 ,号无特别要求。
采用一般金属膜电阻即可,保证电流控制
值一致性有一定要求,电流取样
的水泥电阻。这些材料获取容
是安装好的线路板的局部图片。 图 3 VDMOS 并联方式
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电子质量 (2014第 07 ) 二极管正向浪涌
图 5 线路板局
4 总结 参考文
本测试方采用了成熟电路控制技术,简洁而有 [1]GB/T 4023- 1997.半导体器件分立器件集电路 第 效地实现了各种浪涌冲击测试的要求。使用的都常规 2 部
[2]Fairchild Semiconductro.AN9010 MOSFET aBsics By K. 易得的元器件,建置积小重量轻,可以很方
地安装在普通仪器箱中,成为一件标
[3][日]村迪夫.OP放大电路设计 [M].北京:科学版社, 使用灵活、易操作,测试精准
2013.
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浪涌保护器的检测试方法
1 浪涌保护器来料检验方法 一、 批量的100防雷元件试仪测涌保护器的和参数 压敏为: Uc621 IL20 放电管: Uc600 二、并且每批抽样测试1,2套如下试验: 1、 用防雷元件测试仪试浪涌保护器的和参数 如果没有试点的,需拆出进行SPD内部测试:压敏电阻、放电管的实际参数 2、 进行扣测试,按如下表测试(用HT120KA-2雷电流冲击实验系统测试) 具体测试操作在HT120KA-2雷电流冲击实验统测试作业导书 1 1.1 检验项目及术求1 表1检验项目及技术要求 序号 项目名称 技术要求 1 外观质量 a电涌保器表面应平整、光、无划伤、无裂痕变形,紧固件应牢,颜色应均匀无明显差异。 b标志应整清晰、耐可靠,内容完全,且铭牌不应出现移动和任何翘曲现象。 2 保护模式 交流SPD必须具备N-PE、L-PE或L-N-PE的保护模式;直流SPD必须具备V-V-的保护模式。 交流SPD宜具备L-N的保护模式; 直流SPD宜具备V-PE或V--PE的保护式。 3 分离装置 SPD在故障或失效时,应有与电系统永久断开的分离装置。 4 告能 SPD正常或故障时,应有能正确示其状态的标志或指示灯。 SPD宜具备远集中监测或集中警的接口。 5 接线端连接体的能 SPD线端子除应符GB17464的要求外,其接导线的能还应符合表23的要求。 2 序 项目名称 技术要 6 最续运行电压 在70?3?的试环境下,施加规定的Uc持48h,SPD应满足下列要求: a) 试验过程中,SPD应能稳定地正常工作、没有可见可闻的损坏; b) 试验前
c) 试验过程中,SPD的分离装置不应作。 7 电压保护水变
平 SPD的电压保护水平UP应符合制造商所规定的数值。 8 等级限电压 施4规定的等级测试电流IB时,限压特性的SPD的等级限制压UB应符合表4的要求。 9 动作负载试验 在最大持续运行电压Uc,SPD能耐受规定波形、幅值和次数的冲电流而不发生实质性损坏。SPD的雷击作负载试验通过的判据如下: a) 在预性试验和动作负载试验期间的每次冲击后,SPD都应满足热平衡的要求; b)SPD应能自行断试验中产生的任何续流; c) 试验中SPD应不出现击穿、闪络或机械伤现象; d)试验前后的限制电压点火电压均应于UP; e)试验中SPD的告警分离置不应动作。 10 电气间隙和爬电距离 电气间隙和爬距离应符合要求。 11 保护接地 a)SPD在按正常使用条件安和连接时,其非带电易触及的金属部件(用固定基座、罩盖、 铆钉、牌等以及与带电件绝缘的小螺钉外)应连接成一个整体后与保护接地端子可靠连接; b)保护接地端子螺钉的尺寸应不小于M4; c)保护接地应用符国的标记加以识别,如:字母标记PE,图形符号〨。 3 序号 项目名称 术要求 12 热稳定性 按表9规定的每一试验电流等级进行的热稳定性试验时,SPD应满足如下要求: a) SPD持续通过每一档试验电流等级时,都应能达到热平衡或使其分离装动作; 注:当电流持续通过SPD时,10min内其温度的增加值小于2?,则认为达到热衡。 b)在试验期间,SPD的表面温始终低于120?;分离装置动后在5min,SPD的表面度应低80?。 c)如果SPD的分离装置动,则对应SPD加2Uc的工频电,持续1min,此时应无超过0.5mAr.m.s的电流流SPD。 4 浪涌保护来检验方 品名称 :SPD 型号:DGT 275 MCR 表单编号:KL/QR-PG-015 序号
合格 3 8.5 20.37 1570 合格 4 8.5 20.37 1570 合格 5 8.5 20.37 1570 合格 1 14.5
39.86 2104 609/5.3 合格 DGT 275 MCR 的In20KA Imax40KA