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EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗

EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗. Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test Speaker PH Yuan. 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的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.

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EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗

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Presentation Transcript

  1. EN61000-4-4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗 Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test Speaker PH Yuan 2007-1-9&10

  2. 電快速瞬變 和 脈沖群是什麼? 2007-1-9&10

  3. 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的性能是否能符合國際標準法規 2007-1-9&10

  4. 電快速瞬變脈沖群之物理現象說明 • 橫跨於間隙間一系列或(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 2007-1-9&10

  5. 電快速瞬變脈沖群是於何處及如何發生? 2007-1-9&10

  6. Burst Transient 產生之原因 開關完全off 開關開啟瞬間產生火花ARC現象 開關關上,電流流向 I Cs L Cs Vs Cs L L Vs Vs VL: 被 Cs限定 I T 2007-1-9&10

  7. 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 2007-1-9&10

  8. 電快速瞬變及脈沖群看起來像什麼? 2007-1-9&10

  9. U 100% 90% 50% 10% tr t tp Fast Transients / BurstCharacteristics特性 U 代表試驗電壓 Single Pulse:單一脈波 • Fast rise times:tr=5ns ±30%, 上升時間(10%-90%) tp=50ns±30% 脈波寬度 (50% - 50%間 ) • Voltages up to 4kV • Spectrum from 2kHz to 25MHz 測試頻譜範圍 2007-1-9&10

  10. Fast Transients / BurstCharacteristics 脈沖群週期 • 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) • 300ms 脈沖群週期 Pulse Packet: 脈沖群持續時間 脈沖群 2007-1-9&10

  11. Typical Occurrence 當開關切換動作執行當下在接觸點產生火花 Zs LL CL ~ RL 2007-1-9&10

  12. U t 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 2007-1-9&10

  13. Typical Occurrence 200ms/div .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 500V/div 2007-1-9&10

  14. Typical Occurrence Measurement result for the horn of a vehicle in a 12V supply network. 2007-1-9&10

  15. 為何電快速瞬變脈沖群如此重要? 2007-1-9&10

  16. 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 2007-1-9&10

  17. 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

  18. 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 vehicles (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) 2007-1-9&10

  19. EN61000-4-4 試驗等級及條件 2007-1-9&10

  20. 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) EUT 放置位置最好離開產生器及其他導體至少50cm L L N ＥＵＴ PE AC/DC < 1m Ｖｓ ＨＶｏｕｔ 10cm 高之 絕緣支架 接地線須小於1m 接地線越短越好 ˙針對待測物必須放在測桌情況下測時,桌高需為80cm 保護接地 金屬接地板:1mx1m 2007-1-9&10

  21. 針對信號端口之電快速脈沖群抗擾性測試佈局 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 連接到附屬裝置之信號線至少大於5m長達到非耦合目的 <1m NSG3025 EUT 50 ohm External Coupling Vs CDN 8014 耦合夾具 AC in 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 接地板1m x1m 2007-1-9&10

  22. 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 L1 L2 L3 EUT N PE Vs 10cm 絕緣物體 Grounding 2007-1-9&10

  23. 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 快速瞬變脈沖波經由(CDN)耦合非耦合網路供電至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 L1 L2 L3 EUT N PE 10cm 絕緣物體 Vs Grounding 2007-1-9&10

  24. 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/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兩者皆作測試 2007-1-9&10

  25. 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)有加以修正測試時間例如: 2 minute.. 2007-1-9&10

  26. 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. CAS 3025 Calibration set (內含50Ώ及 1k Ώ衰減器) • 3. AutoCal 2.1 自動Burst校正量測軟體 2007-1-9&10

  27. EFT/Burst 波形取出方式 CAS 3025 Cal set - 50 ohm & 1K ohm 由於校正系統皆於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ㄧ半值,例如 量測波值設定為2KV 則於示波器得到之值為1KV 2007-1-9&10

  28. – 有何型號可提供 NSG 3025 Burst Generator + INA 6546 SHV plug (Burst out) for cable diameter 5.1mm + INA 6543 Mains plug adaptor + CDN 8014 IEC Coupling Clamp + *** Win 3025 Windows software package ***如果是預算不足可拿掉 Win 3025 就成為手動操作模式 2007-1-9&10

  29. 重要之附件 LE233 80cm SHV – SHV cable NSG3025 to CDN 8014/8015 CDN 8014/ 8015 Capacitive Coupling Clamp –8015 with Interlock function CAS 3025 Calibration set for Burst generator 觀查輸出測波用 2007-1-9&10

  30. Modula 6505 EFT/Burst Generator MFR 6505 Modula Mainframe without MHC6550(w-Lan) + EFT 6501 Burst Generator to MFR6505 + Win Modula Software package + CDN 8014 IEC Coupling Clamp **如選擇CDN 8015 –M CDNwith interlock function 2007-1-9&10

  31. Modula system 之重要附件 LE233 80cm SHV –SHV cable NSG3025 to CDN 8014/8015 CDN 8014/ 8015 Capacitive Coupling Clamp –8015 with Interlock function Modula 6505 CAS 3025 Calibration set for Modula Burst generator 2007-1-9&10

  32. – NSG2050 system • NSG 2050 System Main frame + PNW 2225 Burst Generator with 16A CDN + CDN 8015 IEC coupling clamp w interlock + Win 2050 Windows Test Software 2007-1-9&10

  33. 2007-1-9&10

  34. Generic & Products Standard Requirement 2007-1-9&10

  35. END Thank You 2007-1-9&10

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