0609 电子产品快速瞬变脉冲群测试的失败原因和对策分析_可靠性年会06_.pdfVIP

电子产品快速瞬变脉冲群测试的失败原因和对策分析 朱文立 （信息产业部电子第五研究所，广东广州510610） 摘 要：本文先就电子产品快速瞬变脉冲群形成机理及相应的测试方法进行了简要介绍，然后综合 其他研究者的成果及笔者的实践经验针对快速瞬变脉冲群对电子产品不同影响特点提出了相应的对 策方案，以方便电子产品设计人员及电磁兼容对策工程师在实际工作中参考、验证、改进和完善。 关键词：电子产品；电磁兼容；快速瞬变脉冲群；设计；对策 1 引言 电子产品的电磁兼容符合性目前已经成为国内外产品认证的一个重要组成部分，这也大大 促进了电磁兼容检测标准、检测技术和设计技术的发展。长期的电子电气设备抗扰度试验的经 验表明，有必要对具有较高重复频率的快速瞬态试验进行模拟以考察敏感设备的该项抗扰性 能，为了保证大家试验结果具有准确性和可比性，IEC 制定了相关的电快速瞬变脉冲群抗扰度 试验标准 IEC61000-4-3 《电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群（EFT ）抗扰度试验》 （我国将该标准等同转化为国家标准GB/T17626.4 ）。该标准对EFT 的定义、工作原理、测量 方法及试验发生器等进行了详细规定，成为其他标准该项目测量引用和参考的基础。EFT 抗扰 度作为产品电磁兼容的重要项目，已列入大多数产品或产品簇标准中。 目前，通用的电磁兼容设计和对策方面的书籍和文章比较多，这些书籍和文章多从元器件 选择、电路设计、排版布局、PCB 设计、屏蔽、滤波、接地设计等方面介绍电磁兼容设计的通 用要求和设计原则，遵守这些规则和要求设计出的产品通过电磁兼容测试的几率会大大提高。 但这些设计要求和设计原则对具体某一个电磁兼容测量项目的针对性不强，不过近年来针对具 体的电磁兼容测量项目的设计和对策的文章和书籍也在不断面世，可以对具体的电磁兼容专项 设计起到较好的指引。但涉及 EFT 项目的设计和对策方面的书籍和论文目前还很少，也缺乏全 面的分析和指导。本文试图通过综合其他研究者对该项目前期成果并结合自己的多年实践检验 工作，针对 EFT 对电子产品不同影响特点提出了相应的对策方案，供相关产品设计人员参考。 2 快速瞬变脉冲群干扰机理 GB/T17626.4 标准认为 EFT 是由电感性负载在断开或接通时，由于开关触点间隙的绝缘击 穿或触点弹跳等原因，在开关处产生的一连串的暂态脉冲（脉冲群）骚扰。当电感性负载多次 重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。产生此类脉冲包括：小许感性负载 的切换，继电器触电跳动产生（此类脉冲主要通过传导方式干扰敏感设备）；高压开关装置的 切换（此类脉冲主要通过辐射方式干扰敏感设备）。 这类瞬态骚扰的显著特点是上升时间快，持续时间短，能量低但具有较高的重复频率。这 种暂态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于快的上升时间和重复频率使其频谱分 布较宽，所以会对电子、电气设备的可靠工作产生影响。一般认为 EFT 之所以会对电子产品形 成干扰，是因为脉冲群对线路中半导体结电容单向充电，当结电容上的能量累积到一定程度， 便会引起电路乃至设备的误动作。 3 电快速瞬变脉冲群测试及相关要求 不同的电子、电气产品标准对 EFT 抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于 EFT 抗 扰度试验大多都直接或间接引用 GB/T17626.4 这一电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进 行试验。下面就简要介绍一下该标准的内容。 3.1 适用对象及试验目的： EFT 抗扰度试验适用于在住宅区、商业区、工业区使用的各类电子、电气设备。 EFT 抗扰度试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电 源端口、信号和控制端口的并观察被测设备在遭受这些脉冲干扰时对原有性能保持程度的一种 测试。试验的目的就是为了检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。通过测试 对电气和电子设备在受到重复性快速瞬变脉冲群干扰时的性能进行评定。 3.2 试验发生器和试验波形 试验发生器性能的主要指标有三个：单个脉冲波形、脉冲的重复频率和输出电压峰值。 GB/T 17626.4 要求试验发生器输出波形应如图 1，2 所示。 图 1：快速瞬变脉冲群概略图 图2：接