本文主要介紹EMC系列試驗中的EMS試驗,EMS試驗主要包括RS、CS、ESD、EFT/B、surge、DIP/i、PMS七種,本文就針對這幾種試驗進行詳細介紹,主要包括試驗目的、標準、設備、方法、試驗結果及判定。
Radiate Susceptibility輻射敏感度
1.1、測試目的
測試設備的抗射頻輻射電磁場干擾能力。
1.2、測試標準
IEC61000-4-3
GB/T17626.3
1.3、測試設備
RS的測試連接示意圖如下圖所示,主要的設備包括信號發生器、功率放大器、場強輻射裝置、場強監視系統和功率監視系統等。
信號發生器的輸出電壓波形的調制度為80%±5%,調制頻率為1KHz±10%,輸出阻抗為50Ω,能覆蓋標準中所規定的頻段范圍。
1.4、測試方法
測試布置分為落地式和臺式設備兩種,具體如下圖所示:
被測設備與發射天線的距離優先采用3米,該距離是指被測設備表面到雙錐天線的中心或對數周期天線的頂端的距離。RS試驗在對測量結果有異議的情況下,優先采用3米距離測試。
RS試驗前應當用場強探頭檢查所建立的場強是否滿足測試要求,發射天線、吸波材料和電纜的位置是否與場校準的布置一致。驗證合格后可以使用場校準中得到的數據來產生試驗場強。
掃描頻率范圍一般為80~1000MHz,用1KHz的正弦波進行調制度為80%的幅度調制,掃描速率不超過1.5*10-3十倍頻程/s,在頻率增大的掃描中,掃描步長不超過基波的1%;
在每個頻點應停留足夠長時間,以便使被測設備對該頻點的輻射電磁場發生反應。?
校準是一個非常復雜的過程,此文不在贅述。
1.5、測試等級
常規的測試等級如下表所示:
Conduct Susceptibility傳導敏感度
2.1、測試目的
測試設備對由射頻場感應所引起的傳導抗擾度。對于沒有傳導電纜(如電源線、信號線、地線等)的設備,不需要進行此項測試。
2.2、測試標準
IEC61000-4-6
GB/T17626.6
2.3、測試設備
射頻信號發生器:帶寬150kHz~230MHz,有調幅功能(測試中用1kHz的正弦波進行幅度調制,調幅深度為80%),能自動或手動掃描,掃描點上的駐留時間可設,信號幅度可自動控制。
2.4、測試方法
測試頻率為150kHz~80MHz,在9~150kHz頻率范圍內,對來自射頻發射機的電磁場所引起的感應騷擾不要求測量。
2.5、測試等級
3、ESD測試
Electro Static Discharge靜電放電
3.1、測試目的
靜電放電測試的目的是測試單個設備或系統的抗靜電放電干擾的能力。它模擬操作人員或物體在接觸設備時的放電、人或物體對鄰近物體的放電。
3.2、測試標準
IEC 61000-4-2
GB/T 17626.2
3.3、測試設備
ESD測試主要是通過靜電槍(靜電放電發生器)進行模擬測試。
靜電放電發生器的特性如下:
儲能電容為150pF(包括發生器和受試設備、接地參考平面以及耦合板之間的分布電容)。
放電電阻為330Ω,用以代表人手握金屬時的人體電阻。
充電電阻為50~100MΩ。
輸出電壓:對于絕緣表面采用空氣放電時,最高電壓可加至±15kV;對于金屬表面采用接觸放電時,最高電壓可加至±8kV。
靜電放電時的電流波形如下圖所示:
3.4、測試方法
靜電放電測試包括接觸放電和空氣放電,接觸放電又包括直接放電和間接放電,放電點包括所有接觸面。對于絕緣表面采用空氣放電,對于金屬表面采用接觸放電。靜電放電發生器的電極頭應垂直于被測設備表面,測試次數分正、負極性,至少各放電10次,測試間隔一般約為1s,靜電放電測試前后要同時檢測待測設備功能是否正常。
臺式設備連接示意圖如下所示:
落地式設備連接示意圖如下所示:
3.5、測試等級
試驗等級如下表所示:
Electronic Fast Transient/Burst電快速瞬變脈沖群抗擾度
4.1、測試目的
驗證電氣和電子設備對諸如來自切換瞬態過程(比如切斷感性負載,繼電器觸點的彈跳等)的各種類型瞬變騷擾的抗擾能力。其主要特點是高幅值,短上升時間,高重復率及低能量。
4.2、測試標準
IEC61000-4-4
GB17626.4
4.3、測試設備
4.4、測試方法
EFT/B有兩種類型的測試:實驗室內的型式測試、設備安裝完畢后的現場測試。優先采用實驗室測試。
電源端口測試電壓經耦合/去耦網絡直接耦合到電源上,交流電源包括7種狀態:L, N, PE, L+N, L+PE, N+PE, L+N+PE;
信號/控制端口測試電壓使用容性耦合鉗將測試電壓施加到信號/控制端口。
4.5、測試等級
surge 浪涌
5.1、測試目的
評價電氣和電子設備遭受浪涌(沖擊)時的性能。
5.2、測試標準
IEC61000-4-5:2014
GB/T17626.5
5.3、測試設備
浪涌測試要分別模擬在電源線上和在通信線路上的浪涌。由于線路的阻抗不一樣,浪涌在這兩種線路上的波形也不一樣,電源線上的測試采用1.2/50μs浪涌電壓發生器,而通信線路上的測試采用10/700μs浪涌電壓發生器。
1.2/50μs浪涌電壓發生器得結構如下圖所示:
開路電壓波形如下圖所示:
短路電流波形如下圖所示:
10/700μs浪涌電壓發生器的結構如下圖所示:
開路電壓波形如下圖所示:
短路電流波形如下圖所示:
1.2/50us沖擊電壓:雷擊時戶內走線線纜上產生的感應過電壓的模擬波形,用于設備端口過電壓耐受水平測試,主要測試范圍:通信設備的電源端口和建筑物內走線的信號線測試。
10/700us沖擊電壓:雷擊時戶外走線線纜上產生的感應雷過電壓的模擬波形。用于設備端口過電壓耐受水平測試時用的波形,主要測試范圍:建筑物外走線的信號線(如用戶線類電纜)的測試。
8/20us沖擊電流:雷擊時線纜上產生的感應過電流模擬波形,設備的雷擊過電流耐受水平測試用標準波形,主要用于通信設備的電源口、信號口、天饋口。
10/350us沖擊電流:直擊雷電流模擬波形。目前通信設備端口的防雷測試較少使用。
1.2/50us(8/20us)混合波:是浪涌發生器輸出的一種具有特定開路/短路特性的波形。發生器輸出開路時,輸出波形是1.2/50us的開路電壓波;發生器輸出短路時,輸出波形是8/20us的短路電流波。具有這種特性的浪涌發生器主要用于設備端口過電壓耐受水平測試,主要測試范圍:通信設備的電源端口和建筑物內走線的信號線測試。
5.4、測試方法
由于浪涌測試的電壓和電流波形相對較緩,從頻域上看,浪涌信號頻率較低,分布參數對測試結果影響較小。
電源線上的測試都是通過耦合/去耦網絡(CDN)來完成的。
5.5、測試等級
Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度
6.1、測試目的
測試與低壓供電網連接的電氣和電子設備對電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度。
6.2、測試標準
IEC61000-4-11/29
GB17626.11
6.3、測試設備
發生器應該有防止其產生騷擾發射的措施,否則這些騷擾注入供電網絡,有可能會影響試驗結果。發生器的輸出阻抗主要呈阻性,即使在過渡過程中也必須呈低阻抗。
同時,發生器的特性還必須進行校驗。
6.4、測試方法
EUT應按每一種選定的試驗等級和持續時間組合,順序進行三次電壓暫降或中斷試驗,最小間斷10s(兩次試驗之間的間隔)均應在每個典型的工作模式下進行試驗。
對于電壓暫降,電源電壓的變化發生在電壓過零處,和由有關專業標準化技術委員會或個別產品規范中認為需要附加測試的幾個角度,每相優先選擇45°、90°、135°、180°、225°、270°、和315°。對于短時中斷,由有關專業標準化技術委員會根據最壞情況來規定角度,如果沒有規定,建議任選一相,在相位角為0°時進行測試。
對于三相系統的短時中斷試驗,三相應同時進行試驗。
對于單相系統的電壓暫降試驗,需要進行一系列的試驗。
對于具有中線的三相系統的電壓暫降試驗,每次單獨測量一個電壓(相一線,相一相),這意味著進行六個不同系列的試驗)。
對于不具有中線的三相系統的電壓暫降試驗,每次單獨對相-相電壓進行試驗,這意味著進行三個不同系列的試驗。
對EUT進行每種規定的電壓變化試驗,應在最典型的運行方式下進行三次試驗,其間隔10s。
6.5、測試等級
7、PMS
Power frequency Magnetic field Susceptibility工頻磁場抗擾度
7.1、測試目的
為了測試運行在住宅區和商業區、工礦企業和發電廠、中壓/高壓變電所的設備對環境中的工頻磁場的抗擾度。
7.2、測試標準
IEC61000-4-8
GB17626.8
7.3、測試設備
工頻磁場抗擾度試驗儀器包括一個用以產生磁場的感應線圈,一臺用以供給感應線圈電流的工頻勵磁電源。
感應線圈有三種形式:(1)方形單感應線圈,標準邊長為1m,場強允差在±3.0dB以內;(2)方形雙感應線圈又稱赫姆霍茲線圈,標準邊長為1m,兩線圈距離0.4m,場強均勻度優于±0.2dB;(3)對于大型柜式設備根據試品尺寸定制線圈。
典型的工頻勵磁電源由連接到電網的電壓調整器和一臺降壓變壓器組成。變壓器為線圈和控制電路供電,以滿足不同試驗要求。(1)對連續試驗,輸出電流為1A~100A;(2)對短時試驗,輸出電流為300A~1000A。持續時間可設定范圍為1s~3s。
7.4、測試方法
7.5、測試等級
8、測試結果及判定
試驗結果分為四類,分類如下:
Class A:在規定的限值內功能和性能正常;
Class B:功能或性能暫時喪失或降低,但在騷擾停止后能自行恢復,不需人為干預;
Class C:功能或性能暫時喪失或降低,但需人為干預才能恢復;
Class D:因設備硬件或軟件損壞,或數據丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。
以上就是針對EMS相關試驗的一個簡單介紹,詳細的可參見相關標準及測試廠家的相關資料。