脈沖干擾抗擾度及測試技術(shù)

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1、脈沖干擾抗擾度及測試技術(shù)摘要：電氣或電子電路和系統(tǒng)中所遇到的多種電磁干擾并不是連續(xù)波干擾，而是脈沖或瞬態(tài)形式的干擾。傳統(tǒng)的連續(xù)波測試并不能在較短的時(shí)間間隙內(nèi)聚集足夠的能量以有效地模擬脈沖或瞬態(tài)干擾。因此，應(yīng)該使用脈沖干擾的電磁抗擾度測試方法。分別介紹了ESD、EFT、Surge原理和測試方法及注意事項(xiàng)。關(guān)鍵字：電磁干擾靜電放電電快速瞬變脈沖浪涌Abstract：Electricalorelectroniccircuitsandsystemsencounteredinavarietyofelectromagneticinterferenceisnotconti

2、nuouswavesinterference,butthepulseortransientformsofinterference.Thetraditionalcontinuouswavetestcannotgatherenoughenergyinordertoeffectivelysimulatethepulseortransientinterferenceinashortperiodoftime.Therefore,weshouldusethepulsedelectromagneticinterferenceimmunitytestmethods.Intr

3、oducedtheESD,EFT,Surgeprinciplesandtestingmethodsandprecautions.Keywords:EMIESDEFT/burstSurge電磁騷擾是指可能引起一個(gè)器件、一臺(tái)設(shè)備或一個(gè)系統(tǒng)性能下降的任何一種電磁現(xiàn)象。電磁騷擾可以是自然界的電磁噪聲、無用信號(hào)或在媒質(zhì)中傳播時(shí)自身發(fā)生的改變。電磁干擾（EMI）是電磁騷擾造成的器件、設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降現(xiàn)象，從它的源到達(dá)接收機(jī)的主要機(jī)制是傳導(dǎo)和輻射，如圖1所示。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合

4、(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)，在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高頻信號(hào)線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。圖1電磁干擾耦合機(jī)制1靜電放電靜電放電（ESD）即累積的靜電電荷放電，是一種自然現(xiàn)象，這種放電產(chǎn)生電磁干擾。當(dāng)兩種不同介電常數(shù)的材料互相摩擦?xí)r、加熱或與帶電物體接觸將產(chǎn)生靜電。靜電放電是把累積的電荷泄放給具有較低對(duì)地電阻的另一個(gè)物體，這種電磁干擾對(duì)它觸及的設(shè)備和個(gè)人產(chǎn)生的效應(yīng)有多種，從聽覺中或設(shè)備中的噪聲與騷擾到令人不適的電擊。靜電放電典型特性如圖2所示。圖2靜電放電脈沖典型特

5、性圖3臺(tái)式設(shè)備的ESD試驗(yàn)臺(tái)平時(shí)我們一般不太在意ESD對(duì)器件或設(shè)備將造成什么影響，其實(shí)當(dāng)涉及不導(dǎo)電的合成材料（如合成地毯、PVC鞋底等）且相對(duì)濕度（20%~30%）環(huán)境中時(shí)，靜電電壓可能高達(dá)20Kv~25Kv，極端環(huán)境下電壓上限可達(dá)30Kv~40Kv，在此電壓等級(jí)下MOS器件極易受損壞，稱為直接放電（如圖4所示）；同時(shí)ESD能夠產(chǎn)生電場和磁場并輻射出去，實(shí)際上，即使電子設(shè)備或電路不直接受到靜電放電的作用，其也有可能受到靜電放電的干擾（如圖5所示）。圖4直接靜電放電圖5間接靜電放電1.1靜電放電發(fā)生器靜電放電發(fā)生器的功能就是產(chǎn)生和釋放（對(duì)受試設(shè)備）所需強(qiáng)度和脈

6、沖波形的電壓/電流，脈沖以實(shí)現(xiàn)靜電放電測試。原理圖如圖6所示，R0的作用是對(duì)充電電流進(jìn)行限制，包括電源內(nèi)阻，R0的外加值在477KΩ~1MΩ之間；儲(chǔ)能電容Ch代表了人體的電容，典型值為150pF，Rh為放點(diǎn)電阻，典型值為330Ω；它代表了人體和受試設(shè)備之間的電阻。圖6靜電放電發(fā)生器簡化原理圖1.2靜電放電測試1.2.1空氣放電測試。充電電極與受試設(shè)備距離很近，放電時(shí)在受試設(shè)備和充電電極之間產(chǎn)生電火花?？諝夥烹姺ǖ臏y試結(jié)果非常接近真實(shí)情況，因?yàn)閷?duì)于典型的實(shí)際情況，帶電的人體或家具產(chǎn)生的靜電放電都是逐漸地接近接受設(shè)備的，在接近的過程中完成放電過程。實(shí)際上，諸如濕

7、度、氣壓、靠近速度等可能會(huì)影響實(shí)際測量結(jié)果，所以空氣放電法是很難復(fù)現(xiàn)的。因此，為了得到合理的測量結(jié)果，可能有必要進(jìn)行上百次測試。1.2.2接觸放電測試。電極與接受設(shè)備一直處于接觸狀態(tài)，通過對(duì)靜電發(fā)生器電路中的開關(guān)進(jìn)行操作以產(chǎn)生靜電放電。接觸放電測試通常能夠?yàn)闇y試和評(píng)估提供可重復(fù)的放電波形，脈沖與脈沖之間的變化最小。然而，這種方法并不能完全重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中的靜電放電。試驗(yàn)臺(tái)如圖3所示。對(duì)于接觸放電而言，氣候參數(shù)并不會(huì)對(duì)測試結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。為了盡量減小環(huán)境參數(shù)因素的影響和確保測試的可重復(fù)性，空氣放電測試環(huán)境條件如下：環(huán)境溫度為15℃~35℃，相對(duì)濕度為30%~60

8、%，氣壓為68Kpa~106Kpa。2電快速瞬變脈沖