浪涌測試標(biāo)準(zhǔn)IEC 61000-4-5簡介

1

什么是浪涌

浪涌，又稱為“突波”，是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時間內(nèi)的一種劇烈脈沖。

2

產(chǎn)生浪涌的原因

1. 雷電活動：雷電是產(chǎn)生浪涌的主要原因之一。當(dāng)雷電擊中電力線、電話線、天線等導(dǎo)體時，會在這些導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生瞬間的高電壓和大電流，從而引發(fā)浪涌。

2. 電力系統(tǒng)故障：例如短路、斷路、過載等故障，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的電壓和電流發(fā)生突然變化，產(chǎn)生浪涌。

3. 開關(guān)操作：電器設(shè)備的開關(guān)操作，如開關(guān)電源、電動機啟動和停止等，也可能導(dǎo)致電流的突變，引發(fā)浪涌。

4. 感性負載啟動：電動機、變壓器等感性負載在啟動時，會產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢，從而引發(fā)浪涌。

5. 電磁干擾：附近的電磁輻射源，如無線電發(fā)射塔、手機基站等，可能會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾，導(dǎo)致浪涌的產(chǎn)生。

浪涌是一種瞬間過電壓，可能會對芯片造成損害。浪涌會在芯片中產(chǎn)生瞬間的高電流和高電壓，這可能會導(dǎo)致芯片中的電路燒毀或損壞。此外，浪涌還可能會導(dǎo)致芯片中的數(shù)據(jù)丟失或損壞，從而影響芯片的正常工作。因此，對于一些對電壓敏感的芯片，如微控制器、傳感器和存儲器等，需要采取浪涌保護措施，以確保芯片的可靠性和穩(wěn)定性。

3

浪涌測試標(biāo)準(zhǔn)

IEC 61000-4-5

該協(xié)議定義了由切換的過電壓和雷擊瞬變導(dǎo)致的單向電涌的多個試驗等級與不同的環(huán)境和安裝條件，涉及抗擾度要求、試驗方法、設(shè)備推薦的。

該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是為了評估電氣和電子設(shè)備抗浪涌擾度的能力，確定說明系統(tǒng)防止特定現(xiàn)象抗擾度的通用試驗方法。

標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)定義了：

試驗級別的范圍；

試驗設(shè)備；

試驗設(shè)置；

試驗程序。

4

如何模擬浪涌

主要模擬電源系統(tǒng)切換瞬間和雷電瞬間產(chǎn)生的浪涌：

電源系統(tǒng)切換瞬態(tài)可以分成與以下幾方面有關(guān)的瞬態(tài)：

主電源系統(tǒng)切換擾動，例如：電容器組的切換；

配電系統(tǒng)中的小型本地切換活動或負載變更；

與切換裝置相關(guān)的諧振電路（例如：晶閘管、晶體管）；

各種系統(tǒng)故障，例如：安裝的接地系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障和電弧故障。

雷擊產(chǎn)生電涌電壓的主要原理如下：

直接雷擊于外部電路（戶外）,注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生電壓；

間接雷擊放電（即云層間或云層內(nèi)放電，或放電到產(chǎn)生電磁場的靠近物體）導(dǎo)致建筑物內(nèi)部和/或外部的導(dǎo)體產(chǎn)生電壓/電流；

附近直接對地放電的雷擊入地電流耦合到設(shè)備組接地系統(tǒng)的公共接地路徑。

防雷裝置運行導(dǎo)致的電壓和電流流動快速變化會引發(fā)相鄰設(shè)備內(nèi)的電磁擾動。

5

浪涌測試等級

a. "X"可為任何級別，高于、低于其他級別或介于其他級別之間。等級應(yīng)在專用設(shè)備規(guī)范中進行規(guī)定。

b. 針對對稱互連線路，只要考慮到接地（即：線路至接地）,則可以同時對多個線路進行試驗。

6

浪涌測試電壓波形

“

6.1

1.2/50 μs 和 8/20 μs 的波形參數(shù)的定義

“

6.2

峰值開路電壓與峰值短路電流之間的聯(lián)系

“

6.3

發(fā)生器輸出處的開路電壓 (1.2/50 μs) 的波形

波前時間：T(f) = 1.67 × T = 1.2 μs ± 30%

持續(xù)時間：T(d) = T(w) = 50 μs ± 20%

注：數(shù)值1.67是0.9與0.3閾值之間的差異的倒數(shù)。

“

6.4

發(fā)生器輸出處的短路電流 (8/20 μs) 的波形

波前時間：T(f) = 1.25 × T(r) = 8 μs ± 20%

持續(xù)時間：T(d) = 1.18 × T(w) = 20 μs ± 20%

注1：數(shù)值25是0.9與0.1閾值之間的差異的倒數(shù)。

注2：數(shù)值1.18從經(jīng)驗數(shù)據(jù)而得出。

7

Surge測試設(shè)備

圖為芯樸科技浪涌測試環(huán)境

芯樸科技致力于高性能高品質(zhì)射頻前端芯片模組研發(fā)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于手機、物聯(lián)網(wǎng)模塊、智能終端等多個領(lǐng)域組成的海量市場。公司的使命和愿景是為客戶提供簡單極致易用的射頻前端解決方案。