1、EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗,Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test SpeakerDemos Yuan Richtec Instruments co., Ltd,2015/12/4,電快速瞬變 和 脈沖群是什麼?,試驗目的,電快速瞬變脈沖群抗擾性測試是將一系列電快速瞬變脈沖群耦合到電氣和電子設備的電源端口,信號和控制線端口的試驗. 目的在建立公共和可重現之基準,用來評估電氣和電子設備供電端口,信號和控制端口當受到重複性電快速瞬變脈沖群干擾時與過程中,後其性能是否能符合國際標準法規,電快速瞬變脈沖群之物理現象說明,橫跨於
2、間隙間一系列或(連續性)非意圖性之電壓放電經由電機開關(繼電器)切換現象(感抗負载切換)所引起電壓多次高於供電電壓,電快速瞬變脈沖群 是於何處 及 如何發生?,Burst Transient 產生之原因,Vs,Vs,L,L,Cs,Cs,Vs,Cs,L,I,T,開關關上,電流流向,I,開關開啟瞬間產生火花ARC現象,開關完全off,VL: 被 Cs 限定,脈沖群(BURST)如何產生,電感負载儲存能量 當繼電器切斷時儲存於感抗負载之能量回授 火花放電引起一系列脈波 電能於內部被分散,電快速瞬變及脈沖群看起來像什麼?,Fast Transients / Burst Characteristics
3、特性,Fast rise times: tr=5ns 30%, 上升時間(10%-90%)tw=50ns30%脈波寬度 (50% - 50%間 ) Voltages up to 4kV Spectrum from 2kHz to 25MHz 測試頻譜範圍,Single Pulse:單一脈波,U 代表試驗電壓,Fast Transients / Burst Characteristics,2.5 or 5 kHz,100K 脈沖群頻率依據測試電壓有不同之測試頻率 15ms/0.75ms 脈沖群持續時間75個Pulse (pulse 0.2ms)75個Pulse (pulse 0.01ms) 30
4、0ms 脈沖群週期,Pulse Packet:,脈沖群,脈沖群持續時間,脈沖群週期,Typical Occurrence,當開關切換動作執行當下在接觸點產生火花,CL,Zs,LL,RL,Typical Occurrence,此開關切換狀況下沿電源或信號或控制線產生脈沖群,Typical Occurrence,.從示波器觀察當一個220V電機開關繼電器切換動作時之測試結果-脈波群波形狀況,200ms/div,500V/div,Typical Occurrence,Measurement result for the horn of a vehicle in a 12V supply networ
5、k.,為何電快速瞬變脈沖群如此 重要?,Fast Transients,一般人對快速瞬變脈沖波認知不足可對處理器電腦相關程序裝置造成影響會損害半導體引起寬頻傳導及輻射干擾,發生之原因,開關切換期間,鍵盤按鈕期間產生 斷路開關 自動開關切換期間 電機繼電器 接觸器,2007-1-9&10,可能發生之場合,工業環境下 contactors, relays 接觸器,繼電器 long, high-current lines 長,高電流纜線家用及辦公室環境 light switches (manual and relays) 燈源開關(手動或繼電器驅動) circuit breakers 斷路器In v
6、ehicles (cars, boats, etc.) 車用及船舶環境下 signalling horn 通訊裝置 wipers (interval switching) 雨刷動作(間隔切換動作),EN61000-4-4 試驗等級及條件,針對電源端口之電快速脈沖群抗擾性測試佈局,每一相線 ( L,N,PE ) 個別與接地端測試(包含PE),保護接地, 1m,接地線須小於1m,接地線越短越好,EUT 放置位置最好離開產生器及其他導體至少50cm,10cm 高之 絕緣支架,針對待測物必須放在測桌情況下測時,桌高需為80cm,金屬接地板:1mx1m,L,N,PE,AC/DC,L,針對信號端口之電快速
7、脈沖群抗擾性測試佈局,EFT 耦合夾具,EUT,External Coupling,Vs,10cm 絕緣物,針對待測物必須放在側桌情況下測時桌高需為80cm,50 ohm,連接產生器與耦合夾具測線長度必須1m 且需連至最靠近EUT端之耦合夾具接頭,信號端口,1m,連接到附屬裝置之信號線至少大於5m長達到非耦合目的,接地板1m x1m,AC in,Once at a time (Line to Ground ) Common model test,同一時間僅有一相線(線 對 地)-共模例如下圖L1-Grounding,2007-1-9&10,Vs,EUT,10cm 絕緣物體,L1,L2,L3,N
8、,PE,Grounding,All together Common model test(共模測試),同一時間所有相線(all線 對 地)-共模例如下圖L1,L2,L3,N,PE - Grounding,2007-1-9&10,Vs,EUT,10cm 絕緣物體,L1,L2,L3,N,PE,Grounding,快速瞬變脈沖波經由(CDN)耦合去耦合網路供電至EUT之供電端子,其他如信號線,控制線等則經由容抗式耦合夾具(capacitive coupling clamp)做測試,法規如何說到測試方式?,Basic Standard(基礎法規)並未詳細說明如何將電快速瞬變脈沖群測試波經由CDN(耦合
9、/非耦合網路)供電至EUT電源端口-法規只說明如何將測試波分別供入到火線(L),中性線(Neutral)及接地線(earth line) 但在Product Standard(產品標準)卻有說明到必須把所有相線(L+N+PE)同時對地做共模測試(Common mode test)最好之方式是無論如何差模及共模皆作測試,2007-1-9&10,測試相關重點提示,1. 由於EFT/Burst為一高頻測試,故必須安裝金屬接地參考板否則測值不正確2. Basic Standard 基礎法規說明到每一個極性測試至少要一分鐘(1 minute) ,但在Products Standard (產品法規) 有加
10、以修正測試時間例如: 2 minute,2007-1-9&10,如何量測電快速瞬變脈沖群波,需使用到之量測校正設備: 1. TDS 需有高頻頻寬,取樣數率快之數位儲存示波器 2. Calibration set (內含50 及 1k 衰減器),EFT/Burst 波形擷取方式,EFT Cal set - 50 ohm & 1K ohm,由於校正系統皆須於50ohm 阻抗環境下量測故於示波器所得到之電壓測值為設定值之半值,例如 量測波值設定為2KV 則於示波器得到之值為1KV,Burst 電容耦合夾校正方式,0.5 mm 厚,2KV,50 ohm Cal.,CDN 輸出波形校正-4KV , 50ohm, each line Cal.,2007-1-9&10,Generic & Products Standard Requirement,2007-1-9&10,ENDThank You,2007-1-9&10,
