浪涌測試標準IEC 61000-4-5簡介

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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。

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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。當雷電擊中電力線、電話線、天線等導體時，會在這些導體內(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，這可能會導致芯片中的電路燒毀或損壞。此外，浪涌還可能會導致芯片中的數(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。

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浪涌測試標準

IEC 61000-4-5

該協(xié)議定義了由切換的過電壓和雷擊瞬變導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。

該標準的目標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。

標準標準定義了：

試驗級別的范圍；

試驗設(shè)備；

試驗設(shè)置；

試驗程序。

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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）導致建筑物內(nèi)部和/或外部的導體產(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。

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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。

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浪涌測試電壓波形

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6.1

1.2/50 μs 和 8/20 μs 的波形參數(shù)的定義

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6.2

峰值開路電壓與峰值短路電流之間的聯(lián)系

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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)。

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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。

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Surge測試設(shè)備

圖為芯樸科技浪涌測試環(huán)境

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