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分析電快速瞬變脈沖群試驗失敗的原因

國產電磁兼容儀器設備

1.分析干擾施加方法

電源線通過耦合去耦網絡進行群脈沖干擾時,信號發生器輸出一端通過33nf電容注入被測電源線另一端通過耦合單元接地端子地面連接;當信號/控制線通過容性耦合進行EFT干擾時,信號發生器輸出通過耦合板與受試電纜之間分布電容進入受試電纜受試電纜接收到的脈沖地板相對兩種干擾注入方法都是地球共模注入方法因此所有的模差抑制方法無能為力

2.分析干擾傳輸方式

脈沖組的單脈沖波形前沿tr達到5ns脈寬達到50ns注定脈沖干擾具有極其豐富的諧波成分較大諧波頻率至少可以達到1/πtr,即64mHz左右相應波長為5m。

對于60mHz以上頻率電源線如果長度為1m,由于導線長度可與信號波長相比不能考慮普通傳輸線,信號在線傳輸過程中,部分仍可通過傳輸線進入試驗設備傳輸發射),部分線上逃逸成為輻射信號進入試驗設備輻射發射)。因此試驗設備干擾實際上傳導輻射結合顯然傳導輻射比例電源線長度有關線路越短傳導成分越多,輻射比例越小;相反輻射比例越大。簡單使用傳導干擾抑制端口(如添加濾波器不能完全克服這種干擾影響


3.根據EFT干擾導致設備故障的機理分析:

單脈沖能量小,不會設備造成故障然而由于EFT是一個持續一段時間單極脈沖串,它對設備線路結電容充電經過積累,它最終達到超過IC芯片的抗擾電平,這將導致數字系統位錯系統復位內存錯誤死亡因此線路錯誤有一個時間過程并且會有一定偶然性隨機性很難判斷分別施加脈沖還是一起施加脈沖設備容易失效很難得出結論設備正向脈沖負向脈沖敏感結論測試結果設備電纜布置設備運行狀態脈沖參數脈沖施加組合具有很大相關性

我們不能簡單認為,在EFT抗擾試驗中,受試設備具有門檻電平干擾低于電平設備工作正常如果干擾高于電平設備失效正是這種偶然性隨機性給出EFT對策同時為了抵抗瞬態干擾大多數電路輸入安裝積分電路,對單個脈沖很好抑制作用,但不能有效抑制一串脈沖IEC61000-4-4新標準將脈沖重復頻率從5kHz提高100kHz,單位時間脈沖密度大大提高單位時間脈沖數量越多,結電容器電荷積累越快,越容易達到線路錯誤閾值因此,新標準提高脈沖重復頻率本質提高試驗嚴重性這樣按照新標準進行測試的舊標準EFT測試產品可能無法通過


4.EFT干擾范圍分析

其他瞬態脈沖一樣EFT抗擾測試應用于被測電纜EFT脈沖范圍數百伏到數千伏不等僅僅依靠屏蔽濾波接地普通電磁干擾抑制措施遠遠不夠的。對于此類脈沖,應首先使用特殊脈沖吸收電路脈沖干擾能量范圍降低到較低的水平然后采取其他電磁干擾抑制措施,使被測設備能夠有效抵抗此類干擾


5.分析EFT干擾傳輸途徑

如圖所示EFT干擾主要通過以下方式干擾被測設備正常工作包括:

A)EFT干擾通過耦合單元進入設備電源線控制信號線,在這些電纜產生數千伏的共模脈沖噪聲,并沿著這些電纜進入測量設備。通過界面濾波器時,干擾衰減,但仍有較高的干擾電壓進入設備內部電源PCB電路影響PCB正常工作

b)同時注入電源線信號控制線EFT干擾傳導過程中會輻射空間這些輻射能量感應附近電纜,并通過這些電纜進入設備干擾電路EFT防護措施不采取EUT所有連接電纜時,這種現象容易發生

C)注入電源線信號控制線EFT干擾進入設備后,PCB電路直接通過空間輻射接收干擾電路

PCB接口良好濾波措施,但傳輸電纜靠近電路時,這種現象很容易發生

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