電快速瞬變脈沖群整改措施
一 電快速瞬變脈沖群抗擾度
1. 電快速瞬變脈沖群形成機理及其影響
電快速瞬變脈沖群是由電感性負載(如繼電器、接觸器等)在斷開時,由于開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等原因,在斷開處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。當電感性負載多次重復開關,則脈沖群又會以相應的時間間隙多次重復出現(xiàn)。這種暫態(tài)騷擾能量較小,一般不會引起設備的損壞,但由于其頻譜分布較寬,所以會對電子、電氣設備的可靠工作產(chǎn)生影響。
2.電快速速變脈沖群試驗的目的
就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類暫態(tài)騷擾影響時的性能。重復快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設備的電源端口、信號和控制端口的試驗。試驗的要點是瞬變的短上升時間、重復率和低能量。
因此,該項目測試適用于那些交流市網(wǎng)供電的電子電氣產(chǎn)品。對那些由公共的長直流電源線供電的電子電氣產(chǎn)品和那些有電信端口和長的控制、信號端口的電子電氣產(chǎn)品的相應端口也應進行該項目測試,因為這些長的交/直流電源線和信號控制線在工作時可能會感應到周圍的設備產(chǎn)生的電快速瞬變脈沖干擾;同時,與公共的交/直流供電網(wǎng)絡共用電源的其他設備可能會產(chǎn)生電快速瞬變脈沖干擾傳輸?shù)焦补╇娋W(wǎng)絡,干擾同一供電網(wǎng)絡的其他設備。
3. 電快速瞬變脈沖群抗擾度測試所需測量儀器和測量場地
測量儀器:電快速瞬變脈沖群抗擾度測試儀(電快速瞬變脈沖群發(fā)生器+單相/三相耦合/去耦網(wǎng)絡+瞬變脈沖群測試專用電容耦合夾)
測量場地:測量間(環(huán)境滿足一般實驗室環(huán)境要求即可,電磁環(huán)境以不影響被測設備正常工作為度)
其 他:接地平板、絕緣木桌
4.通過電快速脈沖試驗的整改措施
針對脈沖群干擾,主要采用濾波(電源線和信號線的濾波)及吸收(用鐵氧體磁芯來吸收)。采用鐵氧體磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效,但要注意做試驗時鐵氧體磁芯的擺放位置,就是今后要使用鐵氧體磁芯的位置,千萬不要隨意更改,因為脈沖群干擾不僅僅是一個傳導干擾,更麻煩的是它還含有輻射的成分,不同的安裝位置,輻射干擾的逸出情況各不相同,難以捉摸。一般將鐵氧體磁芯用在干擾的源頭和設備的入口處*為有效。下面根據(jù)端口的不同分別進行探討。
4.1 針對電源線試驗的措施
解決電源線干擾問題的主要方法是在電源線入口處安裝電源線濾波器,阻止干擾進入設備。
快速脈沖通過電源線注入時,可以是差模方式注入,也可以是共模方式注入。對差模方式注入的一般可以通過差模電容(X電容)和電感濾波器加以吸收。若注入到電源線上的電壓是共模電壓,濾波器必須能對這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設備順利通過試驗。
下面是用濾波器抑制電源線上的電快速脈沖的方法。
(1) 設備的機箱是金屬的:
這種情況是*容易的。因為機箱是金屬的,它與地線面之間有較大的雜散電容,能夠為共模電流提供比較固定的通路。這時,只要在電源線的入口處安裝一只含有共模濾波電容的電源線濾波器,共模濾波電容就能將干擾旁路掉,使其回到干擾源。由于電源線濾波器中的共模濾波電容受到漏電流的限制,容量較小,因此對于干擾中較低的頻率成分主要依靠共模電感抑制。另外,由于設備與地線面之間的接地線具有較大的電感,對于高頻干擾成分阻抗較大,因此設備接地與否對試驗的結(jié)果一般沒有什么影響。除了選擇高頻性能良好的濾波器以外,在安裝濾波器時,注意濾波器應靠近金屬機箱上的電源入口處,防止電源線二次輻射造成的干擾。
(2) 設備機箱是非金屬的:
如果設備的機箱是非金屬的,必須在機箱底部加一塊金屬板,供濾波器中的共模濾波電容接地。這時的共模干擾電流通路通過金屬板與地線面之間的雜散電容形成通路。如果設備的尺寸較小,意味著金屬板尺寸也較小,這時金屬板與地線面之間的電容量較小,不能起到較好的旁路作用。在這種情況下,主要靠電感發(fā)揮作用。此時,需要采用各種措施提高電感高頻特性,必要時可用多個電感串聯(lián)。
4.2 針對信號線試驗應采取的措施
快速脈沖通過信號/控制線注入時,由于是采用容性耦合夾注入,屬共模注入方式。
(1) 信號電纜屏蔽:
從試驗方法可知,干擾脈沖耦合進信號電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來,并且接地。因此,用電纜屏蔽的方法解決電快速脈沖干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗中的參考地線面可靠連接。如果設備的外殼是金屬的并是接地的設備,這個條件容易滿足。當設備的外殼是金屬的,但是不接地時,屏蔽電纜只能對電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用,這是通過金屬機殼與地之間的雜散電容來接地的。如果機箱是非金屬機箱,則電纜屏蔽的方法就沒有什么效果。
(2) 信號電纜上安裝共模扼流圈:
共模扼流圈實際是一種低通濾波器,只有當電感量足夠大時,才能對電快速脈沖群有效果。但是當扼流圈的電感量較大時(往往匝數(shù)較多),雜散電容也較大,扼流圈的高頻抑制效果降低。而電快速脈沖波形中包含了大量的高頻成分。因此,在實際使用時,需要注意調(diào)整扼流圈的匝數(shù),必要時用兩個不同匝數(shù)扼流圈串聯(lián)起來,兼顧高頻和低頻的要求。
(3) 信號電纜上安裝共模濾波電容:
這種濾波方法比扼流圈具有更好的效果,但是需要金屬機箱作為濾波電容的地。另外,這種方**對差模信號有一定的衰減,在使用時需要注意。
(4) 對敏感電路局部屏蔽:
當設備的機箱為非金屬機箱,或者電纜的屏蔽和濾波措施不易實施時,干擾會直接耦合進電路。這時只能對敏感電路進行局部屏蔽。屏蔽體應該是一個完整的六面體。