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电快速瞬变脉冲群对测试设备的抗扰性具有典型意义

一.电快速瞬变脉冲群(EFT)不合格的原因

对于检测设备的电磁兼容抗扰性,电快速瞬变脉冲群试验具有典型的意义。由于电快速瞬变脉冲群试验波形的上升边缘非常陡峭,因此它包含了非常丰富的高频谐波分量,可以在较宽的频率范围内检测电路的抗扰性。此外,由于试验脉冲是一个脉冲串,它对电路的干扰有累积作用。为了抗瞬态干扰,大多数电路在输入端安装了积分电路,对单个脉冲有很好的抑制作用,但不能有效抑制一串脉冲。

图中显示了影响设备的三个原因:


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通过电源线直接传输到设备的电源,导致电路电源线上的噪声电压过大。从图中所示的干扰注入方法可以看出,当单独注入火线或零线时,火线与零线之间存在差模干扰,出现在电源的直流输出端;当同时注入火线和零线时,只有共模电压,由于大部分电源输入平衡(变压器输入或整流桥输入),实际共模干扰很少转化为差模电压,对电源输出影响不大。

在电源线传导过程中,干扰能量辐射到空间。这些能量感应到相邻的信号电缆,干扰信号电缆连接的电路(如果发生这种情况,试验脉冲往往直接注入信号电缆,导致试验失败)。干扰脉冲信号在电缆(包括信号电缆和电源电缆)上传播时产生的二次辐射能感应进电路,干扰电路。


二、电快速瞬变脉冲群(EFT)解决方案


1.电源线的措施:

1.1.金属底盘。解决电源线干扰问题的主要方法是在电源线入口处安装电源线滤波器,以防止干扰进入设备。从图中所示的干扰注入方法可以看出,注入电源线的电压为共模电压,滤波器必须能够抑制共模电压,使试验设备顺利通过试验。目前,市场上许多成品电源滤波器主要为快速电脉冲试验设计,设计人员可根据产品特点直接选择。以下是用滤波器抑制电源线上的快速电脉冲方法。


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1.2.设备底盘是非金属的。如果设备使用非金属底盘,则必须在底盘底部添加一块金属板,以便滤波器中的共模滤波器电容器接地。如图所示,共模干扰电流通道通过金属板与地线层之间的分布电容形成通道。如果设备尺寸较小,则意味着金属板尺寸较小,则金属板与地线层之间的电容量较小,不能发挥更好的旁路作用。因此,电感的特性对于设备能够顺利通过试验至关重要需要采取各种措施来提高电感的高频特性,必要时可以使用多个电感串联。


2.信号线的措施:

信号电缆屏蔽。从试验方法可以看出,干扰脉冲耦合进入信号电缆的方法是电容耦合。消除电容耦合的方法是屏蔽电缆并接地。因此,电缆屏蔽层可以与试验中的参考地线层可靠连接,如果设备外壳为金属和接地设备,则容易满足;当设备外壳为金属,但不接地时,屏蔽电缆只能抑制电快速脉冲中的高频成分,通过金属外壳与地面之间的分布电容接地;如果底盘为非金属底盘,则电缆屏蔽方法无效。

共模扼流圈安装在信号电缆上。共模扼流圈实际上是一种低通滤波器。根据低通滤波器对脉冲干扰的抑制作用,只有当电感足够大时,才能有效。但当扼流圈电感较大(通常匝数较多)时,分布电容也较大,扼流圈的高频抑制效果降低。电快速脉冲波形中含有大量的高频成分。因此,在实际使用中,需要注意调整扼流圈的匝数,必要时将两个不同匝数的扼流圈连接起来,考虑到高频和低频的要求。


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采用双绞线作为设备的信号电缆,在设备信号线接口处(即靠近设备一端)加一套铁氧磁环,在磁环上绕2~3圈。对于抗扰能力不太弱的设备,该措施的效果仍然很好。

共模滤波电容安装在信号电缆上。这种滤波方法比扼流圈有更好的效果,但需要金属机箱作为滤波电容器的位置。此外,该方法对差模信号有一定的衰减,使用时应注意。

局部屏蔽敏感电路。当设备的机箱为非金属机箱,或电缆的屏蔽和滤波措施不易实施时,干扰将直接耦合到电路中。此时,敏感电路只能局部屏蔽,屏蔽体应为完整的六面体。


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