固態(tài)繼電器的電磁兼容測試

　　電磁兼容（EMC）在電子產(chǎn)品中是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。 本文介紹影響固態(tài)繼電器（SSR）EMC 的主要因素、試驗(yàn)方法和判定標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，提出了測試時(shí)注意事項(xiàng)和給出了一組具有實(shí)用價(jià)值的結(jié)果。

　　1 引言

　　影響固態(tài)繼電器（SSR）電磁兼容（EMC）的因素是多方面的，諸如器件的選擇與搭配、電路原理、PCB 的布線和結(jié)構(gòu)等等。其中，交流光耦（ 光電耦合器） 對EMC 參數(shù)的影響常常被忽略。其主要原因是對它們的應(yīng)用環(huán)境和要求了解較少，同時(shí)對EMC 的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備的使用和試驗(yàn)方法理解不夠。因此當(dāng)使用性能較差的器件和不合理的結(jié)構(gòu)時(shí)，固態(tài)繼電器的EMC 性能往往達(dá)不到國際上的一些標(biāo)準(zhǔn)（ 如CE 等） 。

　　2 固態(tài)繼電器的EMC 標(biāo)準(zhǔn)

　　電磁兼容包含電磁輻射（Emission）和電磁抗干擾（Immunity）。對器件來說，歐洲客戶不要求做電磁測試（ 個(gè)別有特殊要求的客戶除外） ，通常只要求按EN50082-2 標(biāo)準(zhǔn)即1995V EN61000-6-2 進(jìn)行測試。但最主要是測試ESD（EN61000-4-2）;EFT/B（EN61000-4-4）和SURGE（EN61000-4-5）。在此要說明的是，如果客戶要求測試電磁輻射時(shí)，應(yīng)按EN50081-2 標(biāo)準(zhǔn)即2001V EN61000-6-4 進(jìn)行測試。本文只對SSR 的電磁抗干擾能力進(jìn)行測試和歸納。我們在多年與歐洲客戶交流中，他們提出最多的有如下要求：

　?。?） 要求EMC 做通用標(biāo)準(zhǔn)的電磁抗干擾能力的測試，即上述的ESD、EFT/B 和 Surge。其電壓等級分別為4kV的接觸放電和8kV 的空氣放電、1kV/5kHz 快速群脈沖擾動和2 k V 浪涌沖擊，其它不做要求;

　?。?） 要求EMC 做通用標(biāo)準(zhǔn)的電磁抗干擾能力達(dá)到等級3 的測試，即ESD 和Surge 同上，而EFT/B 要求達(dá)到3kV/5kHz;

　?。?） 特殊要求：ESD 要求6kV/10kV 和EFT/B 為4kV

　　（4） 其他要求：除電磁抗干擾（Immunity）外，還要求電磁輻射（Emission）測試。

　　3、影響固態(tài)繼電器EMC 的主要因素

　　為了找出影響固態(tài)繼電器EMC 的主要因素和組合的器件，必須了解組成S S R 的電路原理。我們綜合了國內(nèi)外S S R 方面的主要生產(chǎn)商的電路，得到如下幾種常見的采用交流光耦方案的電路結(jié)構(gòu)。把這些不同的電路結(jié)構(gòu)和相同的電路結(jié)構(gòu)而采用不同的器件組合來進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)不同的EMC 性能。

　　3.1 電路原理

　　圖1、圖2 和圖3 三種電路都能實(shí)現(xiàn)固態(tài)繼電器的功能。圖1 是固態(tài)繼電器最簡單的電路原理圖，圖中A1 是交流光耦，A 2 是雙向可控硅。常用在小型的S S R ，使用時(shí)，用戶往往在外面增加器件來改善性能。圖2 是在圖1 的基礎(chǔ)上增加了RC 吸收電路和防沖擊電阻R2 。R 2是保護(hù)光耦，抑制在導(dǎo)通瞬間流過光耦的沖擊電流。附加這些器件后，大大改善了SSR 的EMC 特性和浪涌對光耦的沖擊性能。因此該電路常用在可靠性較高的場合。圖3 是一種特殊的電路，常用在高可靠性和E M C 等級較高的SSR 設(shè)計(jì)中。圖中的二極管D1 可防止輸入反極性。由Q1、Q2、R1 及R3 組成恒流電路，保證當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，光耦A(yù) 1 的電流恒定。R C 電路C 1 、R 7 和R 6 的功能與圖2 的相同。該電路還增加了壓敏電阻R V 。R V不僅加強(qiáng)了S S R 的過壓保護(hù)能力，而且大大改善了其E M C 性能。

　　按上述三種不同的電路和不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下試驗(yàn)：