SURGE浪涌原理与整改(EMC)
EMC测试总体概述及浪涌测试原理与浪涌防护元器件使用

护方式(泄放或隔离或结合)、元器件等的选择; 4、根据浪涌进入PCB区域电压高低、电流大小、所
通过的路径进合理的间距、线宽、PCB布局、布 线设计;
测试波形介绍
• 2、短路电流波形参数(5/320uS):
测试波形介绍
• 浪涌测试波形的应用场景(对于CE认证) 1、根据我司现产品,电源端口采用1.2/50uS
(8/20uS)组合波; 2、网口采用10/700uS(5/320uS)组合波进行
试验;
3、试验前需对电缆类型、是否存在电源供电、 是否屏蔽等进行说明;(以便选择耦合/去耦 网络CDN);
浪涌防护元器件使用
• 2、压敏电阻(MOV)的参数与应用 • 2.1 压敏电阻的主要参数 • a 、标称压敏电压(V):
通过规定持续时间的脉冲电流(一般为 1mA 持续时间一般小于400mS)时压敏电 阻器两端的电压值
浪涌防护元器件使用
• b 、残压 在压敏电阻能承受的最大脉冲峰值电流Ip
及规定波形下压敏电阻两端电压峰值。 • c 、残压比
慢的缺点,此文中不再介绍。
浪涌防护元器件使用
• 浪涌防护器件小结 1、GDT、TSS同为开关型器件,均存在续流问题;
2、MOV、TVS同为钳位型器件,客服了续流问题, 但通流量较开关型器件要小;
3、GDT动作时间为uS级,MOV动作时间为nS级均 较慢;TSS、TVS客服了动作时间,为nS级器件;
残压比则是残压与标称电压之比。(一 般约为1.8~2.2)
浪涌防护元器件使用
• d 、通流容量 通流容量也称通流量,是指在规定的条
件(规定的时间间隔和次数,施加标准的 冲击电流)下,允许通过压敏电阻器上的 最大脉冲(峰值)电流值。 • 其他
SURGE浪涌原理和整改(EMC)

浪涌抑制
低压交流电源线上的浪涌是与过电压有联系的,但又不等同于过电压,因为浪涌 既包括电压的瞬变又包括电流的瞬变。同理,浪涌抑制也不等同于过电压保护。过电 压保护的目的是保障线路和电气设备绝缘完好,而浪涌抑制则是低压系统和电子设备 可靠运行及电磁兼容的保障。
浪涌(冲击)抗扰度试验 Surge Immunity Test
目录 一、浪涌介绍 二、GB/T 17626.5-2008相关规定 三、YY0505相关规定
一、浪涌介绍
概述 浪涌也被称为瞬态过电压,是电路中出现的一种短暂的电流、电压波 动,在电路中通常持续约 1us。220V 电路系统中持续瞬间(1us数量 级)的 5000~10000V 的电压波动,即为浪涌或瞬态过电压。持续时 间极短而幅值极大的电流波动,为瞬态电流冲击。开关操作和雷击浪 涌会在配电线路中引起瞬态过电压(流)。
浪涌的来源 对于低压系统来说浪涌来自两个方面,即外部浪涌和内部浪涌。 外部的浪涌最主要的来源是雷电,它可以是通过电源线传导的,也
可能是在电源线上感应而产生的;外部浪涌的另一个来源是公用电网开 关操作在电力线上产生的过电压。
内部浪涌是指入户配电盘以下的用电设备产生的浪涌。低压电源线 上 88%的浪涌产生于建筑物内部的设备,诸如来自空调机、空气压缩机、 电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的浪涌。
不允许下列与基本性能和安全有关的性能降低:
1)器件故障; 2)可编程参数的改变; 3)工程默认值的复位(制造商的预设值); 4)运行模式的改变; 5)虚假报警; 6)任何预期运行的终止或中断,即使伴有报警; 7)任何非预期运行的产生,包括非预期或非受控的动作,即使伴有报警; 8)显示数值的误差大道足以影响诊断或治疗; 9)会干扰诊断、治疗或监护的波形噪声; 10)会干扰诊断、治疗或监护的图像伪影或失真; 11)自动诊断或治疗设备和系统在进行诊断或治疗时失效,即使伴有报警。 对于多功能的设备和系统,本准则适用于每种功能、参数和通道。
EMC测试总体概述及浪涌测试原理与浪涌防护元器件使用(课堂PPT)

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浪涌防护元器件使用
• 浪涌保护器的型号、原理介绍 1、气体放电管(GDT)的参数与应用
u ufr
Δu
ufdc
Δτ
t
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浪涌防护元器件使用
• 1.1主要技术参数 • a、直流放电电压
在上升陡度低于100V/s的电压作用下,放 电管开始放电的平均电压值称为其直流放 电电压。由于放电的分散性,所以,直流 放电电压是一个数值范围。 选择时应大于 电路工作电压120%;
EMC测试概述
• EMC测试包含EMI与EMS两部分
电磁兼容测试EMC
干扰发射EMI
敏 感 度EMS
DIP SURGE RS
CS
PMS
EFT ESD
Flicker Harmonic
CE RE
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1
EMC测试概述
• RE&RS测试简介
高度扫描天线杆
天线
转台上的受试件
金属. 地板
2
EMC测试概述
• CE测试简介
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浪涌防护元器件使用
• 1.2 压敏电阻的优缺点及其应用 • a 、优点: • 通流容量大 • 动作响应快 • 无续流 • b 、缺点 • 极间电容大 • TVS大家都有用过,TSS较GDT克服了动作时间
慢的缺点,此文中不再介绍。
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浪涌防护元器件使用
• 浪涌防护器件小结 1、GDT、TSS同为开关型器件,均存在续流问题;
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浪涌防护元器件使用
• b 、残压 在压敏电阻能承受的最大脉冲峰值电流Ip
及规定波形下压敏电阻两端电压峰值。 • c 、残压比
残压比则是残压与标称电压之比。(一 般约为1.8~2.2)
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.新.
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耦合/去耦网络的选择
• 耦合/去耦网络的选择 1、对于交直流电源线端口
.新.
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耦合/去耦网络的选择
• 交/直流电源端口电容耦合试验配置(差模)
.新.
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耦合/去耦网络的选择
• 交/直流电源端口电容耦合试验配置(共模)
.新.
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浪涌防护元器件使用
• 浪涌防护原理 • 浪涌保护器的型号、原理介绍 • 浪涌保护电路及案例分析 (因现产品主要涉及到过压保护,这只介绍
用下,放电管开始放电的电压值称为其冲 击放电电压。
放电管的响应时间或动作时延与电压脉 冲的上升陡度有关,对于不同的上升陡度, 放电管的冲击放电电压是不同的 。
.新.
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浪涌防护元器件使用
• C、冲击耐受电流 将放电管通过规定波形和规定次数的脉
冲电流,使其直流放电电压和绝缘电阻不 会发生明显变化的最大值电流峰值称为管 子的冲击耐受电流。 d、其他参数
通过的路径进合理的间距、线宽、PCB布局、布 线设计;
连辅助 设备与 端接
容性卡钳距参考地 100mm,轮流卡每根电缆
脉冲 EUT与发生器
群信 或卡钳之间
参考地平面的每
号源 的电源线或
个边要超出
信号线长度 小于1米
E大U地.T新1相. 00连mm并与
EUT与参考地平 面之间的距离 大于100mm
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浪涌测试原理
• 测试波形介绍 • 耦合/去耦网络的选择
.新.
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浪涌防护设计介绍
• 浪涌防护设计介绍(个人看法) 1、“标准”资料,GBT 17626.5,ITU K系列建议,
主要对波形参数、内阻、耦合方式进行了解; 2、“测试”技术了解,主要对差、共模,正、负极
SURGE浪涌原理及整改(EMC)

目录 一、浪涌介绍 二、GB/T 17626.5-2008相关规定 三、YY0505相关规定
一、浪涌介绍
概述 浪涌也被称为瞬态过电压,是电路中出现的一种短暂的电流、电压波 动,在电路中通常持续约 1us。220V 电路系统中持续瞬间(1us数量 级)的 5000~10000V 的电压波动,即为浪涌或瞬态过电压。持续时 间极短而幅值极大的电流波动,为瞬态电流冲击。开关操作和雷击浪 涌会在配电线路中引起瞬态过电压(流)。
低频能量可以通过硅二极管、压敏电阻、接地和控制环路面积进行消除; 而高频能量则可以通过滤波和屏蔽技术控制。
浪涌抑制
低压交流电源线上的浪涌是与过电压有联系的,但又不等同于过电压,因为浪涌 既包括电压的瞬变又包括电流的瞬变。同理,浪涌抑制也不等同于过电压保护。过电 压保护的目的是保障线路和电气设备绝缘完好,而浪涌抑制则是低压系统和电子设备 可靠运行及电磁兼容的保障。
a)在制造商、委托方或购买方规定的限制内性能正常; b)功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预; c)功能或性能暂时丧失或降低,但需操作者干预才能恢复; d)因设备硬件或软件损坏,或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
三、YY0505相关规定
36.202.1j:符合性准则 在36.202规定的试验条件下,Biblioteka 备或系统应能提供基本性能并保持安全,
浪涌抑制器的分类大致如下: ( 1)限幅型 氧化锌压敏电阻具有较高电能吸收能力和纳秒级响应时间; ( 2)开关型 主要指气体放电管,它响应较慢,瞬态的发生可能快于它的响应时间; ( 3)混合型 这主要是指金属氧化物压敏电阻( MOV)与开关管的联合使用;
浪涌抗扰度(Surge)测试资料

浪涌抗扰度(S u r g e)测试1) “´”可以是高于、低于或在其它等级之间的等级。
该等级可以在产品标准中规定。
1.试验等级应根据安装情况,安装类别如下:0类:保护良好的电气环境,常常在一间专用房间内。
所有引入电缆都有过电压保护(第一级和第二级)。
各电子设备单元由设计良好的接地系统相互连接,并且该接地系统根本不会受到电力设备或雷电的影响电子设备有专用电源(见表A1)浪涌电压不能超过25V。
1类:有部分保护的电气环境所有引入室内的电缆都有过电压保护(第一级)。
各设备由地线网络相互良好连接,并且该地线网络不会受电力设备或雷电的影响。
电子设备有与其他设备完全隔离的电源。
开关操作在室内能产生干扰电压。
浪涌电压不能超过500V。
2类:电缆隔离良好,甚至短走线也隔离良好的电气环境。
设备组通过单独的地线接至电力设备的接地系统上,该接地系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
电子设备的电源主要靠专门的变压器来与其他线路隔离。
本类设备组中存在无保护线路,但这些线路隔离良好,且数量受到限制。
浪涌电压不能超过1kV。
3类:电源电缆和信号电缆平行敷设的电气环境。
设备组通过电力设备的公共接地系统接地该接地。
系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
在电力设施内,由接地故障、开关操作和雷击而引起的电流会在接地系统中产生幅值较高的干扰电压。
受保护的电子设备和灵敏度较差的电气设备被接到同一电源网络。
互连电缆可以有一部分在户外但紧靠接地网。
设备组中有未被抑制的感性负载,并且通常对不同的现场电缆没有采取隔离。
浪涌电压不能超过2kV。
4类:互连线作为户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气线路的电气环境设备组接到电力设备的接地系统,该接地系统容易遭受由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
在电力设施内,由接地故障、开关操作和雷电产生的几千安级电流在接地系统中会产生幅值较高的干扰电压。
电子设备和电气设备可能使用同一电源网络。
浪涌抗扰度(Surge)测试

1.试验等级应根据安装情况,安装类别如下:0类:保护良好的电气环境,常常在一间专用房间。
所有引入电缆都有过电压保护(第一级和第二级)。
各电子设备单元由设计良好的接地系统相互连接,并且该接地系统根本不会受到电力设备或雷电的影响电子设备有专用电源(见表A1)浪涌电压不能超过25V。
1类:有部分保护的电气环境所有引入室的电缆都有过电压保护(第一级)。
各设备由地线网络相互良好连接,并且该地线网络不会受电力设备或雷电的影响。
电子设备有与其他设备完全隔离的电源。
开关操作在室能产生干扰电压。
浪涌电压不能超过500V。
2类:电缆隔离良好,甚至短走线也隔离良好的电气环境。
设备组通过单独的地线接至电力设备的接地系统上,该接地系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
电子设备的电源主要靠专门的变压器来与其他线路隔离。
本类设备组中存在无保护线路,但这些线路隔离良好,且数量受到限制。
浪涌电压不能超过1kV。
3类:电源电缆和信号电缆平行敷设的电气环境。
设备组通过电力设备的公共接地系统接地该接地。
系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
在电力设施,由接地故障、开关操作和雷击而引起的电流会在接地系统中产生幅值较高的干扰电压。
受保护的电子设备和灵敏度较差的电气设备被接到同一电源网络。
互连电缆可以有一部分在户外但紧靠接地网。
设备组中有未被抑制的感性负载,并且通常对不同的现场电缆没有采取隔离。
浪涌电压不能超过2kV。
4类:互连线作为户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气线路的电气环境设备组接到电力设备的接地系统,该接地系统容易遭受由设备组本身或雷电产生的干扰电压。
在电力设施,由接地故障、开关操作和雷电产生的几千安级电流在接地系统中会产生幅值较高的干扰电压。
电子设备和电气设备可能使用同一电源网络。
互连电缆象户外电缆一样走线甚至连到高压设备上。
这种环境下的一种特殊情况是电子设备接到人口稠密区的通信网上。
这时在电子设备以外,没有系统性结构的接地网,接地系统仅由管道、电缆等组成。
EMC及浪涌相关测试测试简介

EMC基本定义
电磁兼容性(Electro-Magnetic Compatibility,简称:EMC) 装置、整组设备或整套系统,在它本身的电磁环境中,能圆满地动作,而 且不会产生让其它在此环境中的设备难以忍受的电磁干扰。 EMC测试目的是检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共电网以及 其他正常工作之电器产品的影响。 EMC包含两大项:EMI(干扰)和 EMS(敏感度,抗干扰)
辐射骚扰测试(RE)
辐射骚扰测试(Radiated disturbance,简称RE),包含空间辐射和磁场辐射 测试。辐射骚扰主要是指能量以电磁波的形式由产品发射到空中,或能量 以电磁波形式在空间传播对周边产品的影响。 辐射骚扰超标的产品可能引起周围装置、设备或系统性能降低,干扰信 息技术设备或其他电子产品的正常工作,并对人体造成一定危害。 电磁辐射分两个级别,其中工频段的单位是μT,如果辐射在0.4μ T以上 属于较强辐射,对人体有一定危害,长期接触易患白血病。如果辐射在 0.4μT以下,相对安全。而射频电磁波的单位是μW/㎝ 2。
电快速瞬变脉冲群抗扰度测试(EFT)
电快速瞬变脉冲群抗扰度测试(Electrical fast transient/burst Immunity test, 简 称EFT),测试波形为5/50nS电压波。又称快速脉冲测试. 电快速瞬变脉冲群是由电 路中来自切换瞬态过程(切断感性负载、继电器触点弹掉等)产生的能量,电 快速瞬变脉冲群抗扰度测试主要是模拟上述能量通过连接线缆(电源线等)对 电子产品产生的干扰. 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试不通过的电子产品在实际使用中可能会死机, 复位,发生故障或烧毁等.电快速瞬变脉冲群抗扰度测试使用的基础标准为 IEC/EN 61000-4-4. 目的:考察单个设备或系统抗快速瞬变干扰的能力
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浪涌波形的频谱分析
对 8/20µs 联合波形即式(1)进行傅立叶变换,得出其幅值频谱公式: 对于ω = 0 ,则有 对公式(2)进行傅立叶变换,得出其幅值频谱公式为:
当ω = 0时电压幅值为: 同样可以决定幅值频谱的第一拐点和第二拐点频率为:
a)在制造商、委托方或购买方规定的限制内性能正常; b)功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预; c)功能或性能暂时丧失或降低,但需操作者干预才能恢复; d)因设备硬件或软件损坏,或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
三、YY0505相关规定
36.202.1j:符合性准则 在36.202规定的试验条件下,设备或系统应能提供基本性能并保持安全,
波形分析
根据 IEC 标准,对于 8/20µs 的雷电电压、电流联合波形,其函数表示为:
式中 I(t)表示电流; Ip为电流峰值; t 为时间。 对于 1.2/50µs 波形,其函数描述为:
式中 V(t)为雷电电压; Vp是电压峰值。 操作浪涌呈现得是衰减的振荡波,如对于 IEC标准规定 0.5µs, 100kHz 振荡波和 5kHz 振荡波,它们一般用下式代表:
浪涌(冲击)抗扰度试验 Surge Immunity Test
目录 一、浪涌介绍 二、GB/T 17626.5-2008相关规定 三、YY0505相关规定
一、浪涌介绍
概述 浪涌也被称为瞬态过电压,是电路中出现的一种短暂的电流、电压波 动,在电路中通常持续约 1us。220V 电路系统中持续瞬间(1us数量 级)的 5000~10000V 的电压波动,即为浪涌或瞬态过电压。持续时 间极短而幅值极大的电流波动,为瞬态电流冲击。开关操作和雷击浪 涌会在配电线路中引起瞬态过电压(流)。
二、GB/T 17626.5-2008相关规定
试验等级:
试验等级应根据安装情况来选择;安装类别在B.3中给出。 所有较低试验等级的电压应得到满足(见8.2)。 对不同界面的试验等级的选择见附录A。
试验结果的评价
试验结果应依据受试设备在试验中的功能丧失或性能降低现象进行分类, 相关的性能水平由设备的制造商或需要方确定,或由产品的制造商和购买方 双方协商同意。推荐按如下要求分类:
浪涌抑制器的分类大致如下: ( 1)限幅型 氧化锌压敏电阻具有较高电能吸收能力和纳秒级响应时间; ( 2)开关型 主要指气体放电管,它响应较慢,瞬态的发生可能快于它的响应时间; ( 3)混合型 这主要是指金属氧化物压敏电阻( MOV)与开关管的联合使用;
浪涌抑制的原理
常用的浪涌抑制器件为气体放电管、氧化锌压敏电阻、瞬态电压抑制器、 硅二极管等。它们的工作原理不同,但有相似的伏安特性,即两端电压低于规 定电压时,通过电流很小,而当两端电压高于规定电压后,通过电流会呈指数 规律增长。这一伏安特性使其能同时满足浪涌抑制泻流和限幅的要求,因而也 就成为浪涌抑制的主导器件。尤其是氧化锌压敏电阻,不仅限幅电压可以很低, 导通电流也可以很大,价格又便宜,已经成为工程师首选的浪涌抑制器件。
浪涌的来源 对于低压系统来说浪涌来自两个方面,即外部浪涌和内部浪涌。 外部的浪涌最主要的来源是雷电,它可以是通过电源线传导的,也
可能是在电源线上感应而产生的;外部浪涌的另一个来源是公用电网开 关操作在电力线上产生的过电压。
内部浪涌是指入户配电盘以下的用电设备产生的浪涌。低压电源线 上 88%的浪涌产生于建筑物内部的设备,诸如来自空调机、空气压缩机、 电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的浪涌。
设备和系统可以出现不影响基本性能和安全的性能降低。
谢 谢! Thank you!
低频能量可以通过硅二极管、压敏电阻、接地和控制环路面积进行消除; 而高频能浪涌是与过电压有联系的,但又不等同于过电压,因为浪涌 既包括电压的瞬变又包括电流的瞬变。同理,浪涌抑制也不等同于过电压保护。过电 压保护的目的是保障线路和电气设备绝缘完好,而浪涌抑制则是低压系统和电子设备 可靠运行及电磁兼容的保障。
式中
显 然 ,第 一 拐点频率由波长指数决定, 第二拐点频率由波前指数决定。对公式(4)、 (5)、 (6)、 (7) 利用 MATLAB软件可分别计算出几种典型浪涌波的幅值频谱,结果如下图所示。
从幅值频谱图可以看出,浪涌波形的波前时间越短,则其所包含的频带 越宽,频率越高。幅值频谱分析表明许多浪涌呈现低频特征,即主要能量集 中在频率较低的频段。但是由于非常低的能量就会引起集成电路的状态混乱 或损坏,因此在浪涌波形中所含的高频能量即使比例较小也足以影响半导体 电路的正常运行。事实上采用集成电路技术的电子设备的损害或误动大多都 是由于浪涌能量造成的。通常认为集成电路装置的受损能量级为 100mJ。
不允许下列与基本性能和安全有关的性能降低:
1)器件故障; 2)可编程参数的改变; 3)工程默认值的复位(制造商的预设值); 4)运行模式的改变; 5)虚假报警; 6)任何预期运行的终止或中断,即使伴有报警; 7)任何非预期运行的产生,包括非预期或非受控的动作,即使伴有报警; 8)显示数值的误差大道足以影响诊断或治疗; 9)会干扰诊断、治疗或监护的波形噪声; 10)会干扰诊断、治疗或监护的图像伪影或失真; 11)自动诊断或治疗设备和系统在进行诊断或治疗时失效,即使伴有报警。 对于多功能的设备和系统,本准则适用于每种功能、参数和通道。