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【技术帖】EMC浪涌防护设计

2024-06-17

浪涌是每个电子工程师设计产品时都需要考虑的一个问题,因为这关乎到电子设备在恶劣的电磁环境下是否能够正常工作。


一、什么是浪涌?

图1 EMC家族


浪涌(Surge)也叫尖峰(Spike),属于电磁抗干扰性能(EMS)的一种情况。在日常生活中,浪涌通常由外界环境如雷击和内部器件的启停、故障等原因产生,会形成若干个超出设备正常工作范围的瞬间(通常为us级别)高压或大电流,从而影响设备的使用寿命甚至导致设备故障。

为了模拟电子设备的实际抗浪涌能力,行业内形成了一个通用的浪涌防护标准:

IEC61000-4-5(GB/T17626.5)

通过浪涌发生器模拟浪涌波形,来测试设备的抗浪涌能力。IEC61000-4-5:2014版标准波形,要求浪涌发生器在未连接被测设备、无耦合/去耦合网络时的输出电压、电流波形满足图2、3要求。

图2 开路电压波形
波头时间:Tf=1.67*T=1.2us±30%
持续时间:Td=Tw=50us±20%

图3 短路电流波形
波前时间:Tf=1,25*Tr=8us±20%
持续时间:Td=1,18*Tw=20us±20%


二、什么是浪涌发生器


图4为智能型雷击浪涌发生器TVS 8/20的控制表盘示意图,该仪器是严格按照国际电工委员会IEC颁布的IEC61000-4-5标准设计的,具有智能化、性能稳定、操作方便等特点。通过设置输出电压、耦合/去耦网络模式、浪涌次数、浪涌时间间隔等参数后,即可使用。


图4 TVS 8/20雷击浪涌发生器
三、如何搭建浪涌测试环境

图5 浪涌测试环境示意图