新版浪涌(冲击)抗扰度试验标准浅析

新版浪涌(冲击)抗扰度试验标准浅析Analysis of the New Surge(Shock)Immunity Test Standard
孔强强,宋庆军,谭晨,王美霞,王庆民(国家半导体及显示产品质量检验中
心(山东),山东济宁272000)
Kong Qiang-qiang,Song Qing-jun,Tan Chen,Wang Mei-xia,Wang Qing-min(National
Semiconductor&Display Products Quality Inspection Center(Shandong),Shandong Jining272000)
摘要：浪涌(冲击)抗扰度试验是电子电器产品电磁兼容试验中的一个基本检验项目，用于评价电子电气设备在遭受浪涌(冲击)时的性能。

新版浪涌(冲击)抗扰度试验标准已于2020年1月1日实施，该文解读总结新版标准的差异变化，指出在试验等级、试验设备、试验配置及试验程序中的标准变化及注意事项，为相关检验检测人员和为相关生产企业在设计产品是能根据最新试验标准进行产品设计提供参考。

关键词：雷击浪涌；抗扰度；试验等级；标准差异
中图分类号：TM835文献标识码：A文章编号：1003-0107(2020)02-0044-04
Abstract:The surge(shock)immunity test is a basic inspection item in the electromagnetic compatibility test of electronic and electrical products.It is used to evaluate the performance of electronic and electrical equipment when subjected to a surge(shock).The new version of the surge(shock)immunity test standard has been im-plemented on January1,2020.This article briefly summarizes the differences and changes in the new version of the standard,and points out the standard changes and attention in the test level,test equipment,test confi-guration and test procedures.Matters to provide reference for relevant inspection and testing personnel and for relevant manufacturing enterprises to design products in accordance with the latest test standards when designing products.
Key words:Lightning surge;immunity;test level;standard deviation
CLC number:TM835Document code:A Article ID：1003-0107(2020)02-0044-04
0引言
随着科技的不断发展，各种电气和电子设备被社会各领域广泛使用，实际应用中各类电气设备的电磁抗扰和电磁干扰问题也日益突出。

浪涌(冲击)抗扰度测试(又称雷击浪涌测试)是EMS(电磁抗扰)的一个测试项目，其试验目的是建立一个共同的基准，以评价电气和电子设备在遭受浪涌(冲击)时的性能[1]。

国际标准IEC61000-4-5中对浪涌冲击抗扰度试验提出了详细要求，其随着电子电气产品的更新换代也在不断换版，对应的新版中国国家标准GB/T17625.5-2019也在2020年1月1日正式实施，本文依据新版国标要求，总结新版标准的差异变化，并对标准中的试验要求、注意事项进行了详细分析。

1标准差异变化
GB/T17626.5中规定了电子电气设备对由开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌(冲击)的抗扰度要求、试验方法和推荐的试验等级范围，规定了不同环境和安装状态下的若干个试验等级[1]。

浪涌(冲击)抗扰度试验主要测试的是被测试设备(EUT)对雷电产生或开关瞬态产生的感应电压瞬变的抗扰度。

其中，系统开关瞬态与以下内容有关：主电源系统切换骚扰，如电容器组的切换；配电系统内在仪器附近的开关动作或者符合变化，与开关装置有关的谐振电路以及各种系统故障等[2]。

认证与实验室
作者简介院孔强强(1985-)，男，研究生学历，工程师，主要从事电子电气产品的安全性能检测、设计和对策研究等工作。

2020年第02期(总第395期)电子质量
在EUT的使用过程中，当发生雷击或开关瞬变时，在电源线和信号线上可能会产生一个感应的高峰电压，这个电压可能会导致EUT性能下降甚至损坏，浪涌(冲击)抗扰度试验就是通过浪涌信号发生器模拟产生一个尖峰电压，耦合到EUT的电源线和数据线上，观察EUT 的干扰影响[3]。

需要指出的是，考核设备电磁兼容性能的浪涌(冲击)抗扰度试验不同于考核设备高压绝缘能力的耐压试验。

1.1定义变化
定义解释是理解标准的前提，在新版GB/T17626.5中，修改了两个定义并增加了3个新的定义。

修改的定义是持续时间和互连线，在老版标准中，持续时间是笼统的指规定的波形或特征存在或持续的间隔绝对值[4]，而新版标准的持续时间定义更加严格，分别对不同浪涌电压波形的持续时间进行了定义，包含1.2/50us浪涌电压、8/20us浪涌电流和5/320us浪涌电流波形。

其中，1.2 /50us浪涌电压的持续时间是指浪涌电压从上升到峰值电压的一半，到下降到峰值电压的一半，二者之间的时间间隔；8/20us浪涌电压和5/320us浪涌电压持续时间是指浪涌电流从上升到峰值电流的一半，到下降到峰值电流的一半，二者之间的时间间隔。

值得注意的是，8/20us浪涌电流的持续时间还需再乘以1.18，这是因为8/20us浪涌电流为虚拟参数。

在老版标准中，互联线笼统的指I/O(输入/输出线路)和通信线，新版标准则进行了细化，是指次级电路(与交流主电源隔离)不会受到瞬态过电压的影响的I/O(输入/输出线路)和通信线和直流输入/输出线(≤60V)[1]。

新增的三个定义分别为耦合/去耦网络(CDN)、波前时间和电源端口。

其中耦合/去耦网络(CDN)是指耦合网络和去耦网络的组合，在其他EMC标准中已有定义，现在增加到GB/T17626.5中，使得该标准更加严谨；波前时间是校准浪涌电压和浪涌电流波形中需要考核的一个重要参数，直接影响到波形的准确性，浪涌电压的波前时间是指30%峰值和90%峰值两点之间所对应时间间隔的1.67倍的虚拟参数，浪涌电流的波前时间是指10%峰值和90%峰值两点之间所对应时间间隔的1.25倍的虚拟参数；电源端口较好理解，即指为设备提供电源而使其正常工作的导线或电缆的端口。

1.2试验变化
GB/T17626.5标准中规定了四大部分：试验等级的范围、试验设备、试验配置和试验程序。

在试验等级的范围方面，新版标准中增加了线-线与线-地的试验等级，要求更加明确和严苛，差异变化如表1所示。

实际检验中，要根据EUT具体情况或参考客户要求选择相应的试验等级。

表1试验等级的差异变化
表1中X是指可以高于、低于或在其他等级之间的任何等级，参见相应的具体产品标准；线-地中要注意的是对于试验中如果含有对称互连线，能够同时施加在多条线缆和地之间，例如"多线-地"。

通过表1对比可以看出，老版标准中，没有对线-线与线-地的试验等级进行明确划分，在新版标准对线-线的试验等级有所降低，还应注意的是，新版标准中明确规定试验应从所有较低等级开始进行，直到规定的试验等级，也就是说在试验过程中，不能因为通过了高等级的试验就证明低等级的试验也能通过，这是考虑到电子电气设备的工作机理而得出的。

在试验设备方面，标准规定了两种不同的浪涌波形发生器，一种是(电压波形：1.2/50us，电流波形：8/20us)组合波发生器，另一种是符合国际电信联盟委员会要求(电压波形：10/700us，电流波形：5/320us)的组合波发生器。

根据受试端口类型的不同，它们有各自特殊的应用，对于连接到户外对称通信线的端口，使用10/700us组合发生器，其他情况则使用1.2/50us组合波发生器，这类适用范围较广。

针对试验设备，新标准也增加了要求。

若想产生相应试验等级的电压波形，试验设备即波形发生器至关重要，波形发生器产生的试验波形直接影响到试验结果，老版标准仅仅提到了应对波形发生器进行定期校
准，但没有对校准程序和方法进行明确规范，现阶段的校准依据一般为JJF30803《电浪涌发生器校准规范》，因此新版标准中专门增加了对波形发生器特性的校准方法的描述和CDN 的校准描述，对校准程序和方法进行明确规范，与JJF(电子)30803电浪涌发生器校准规范相对应。

新版标准中要求波形发生器的特性应通过在输出端串接一个18uF 的电容，在相同的设定电压下，在开路状态(负载大于或等于10kΩ)和短路状态下测量，如果18uF 电容位于发生器内部，那么校准时不再需要外接18uF 电容[1]。

增加波形发生器的校准方法，
使得本标准更加严谨准确，为试验设备的使用者提供了参考依据。

关于CDN 的校准，新版标准中对不同类型的CDN 进行了详细规范。

包含适用于额定电流每线≤200A 的
交直流端口的CDN 和适用于互连线的CDN，互连线的CDN 校准又明确了对称互连线和非对称互连线。

通过对不同CDN 的校准要求，明确CDN 的关键特性，可减少CDN 使用中对测试结果的影响。

在CDN 设备选择流程方面，新版标准修改了耦合/去耦网络的选择流程图如图1所示，与老版标准选择流程图相比，在选择流程中增加了屏蔽线的连接方式这一要素，原标准流程中只考虑是否包含屏蔽线，进而对CDN 的配置方式进行规定，但随着生产技术的进一步发展，屏蔽线的种类和连接方式也出现分化，不同类型的连接方式起到的屏蔽作用也不同，因此新版标准中细化了屏蔽线连接方式的要求，为试验人员提供了更加明
确的参考依据。

图1耦合/去耦网络选择流程图
2020年第02期(总第395期)电子质量
在试验配置方面，新版标准与原标准相比，删除了三种试验配置的描述，分别为关于高速通信线的试验配置描述、关于施加电位差的试验配置描述、关于EUT的工作状态的描述[1]，值得注意的是，关于EUT的工作状态描述虽然在试验配置中被删除，但它被整合在试验程序中，试验程序的第一步便是EUT工作状态的确认，这里的工作状态不仅仅是指硬件工作，还包含相应的软件程序的正常运行，如果试验中硬件能正常工作，但软件程序出现故障，测试结果也为不合格。

在试验程序方面，新标准首先规定了测试仪器的验证，这是所有过程的前提，相比老版标准更加明确。

第二步便是实验室参考条件的确定，包含气候条件和电磁环境的要求，不能因为外界环境而影响测试结果。

第三步为试验的执行，GB/T17626.5仅为方法标准，具体试验的执行还应参考相应的产品标准规定，相辅相成。

尤其注意的是，因为在试验等级的范围方面增加了线-地的要求，标准规定在进行线-地试验时，如果没有明确的产品标准规定，应依次对每根线进行试验，以保证EUT的容错性。

2结语
随着智能化时代的到来，智能电子电气设备已进入实际应用场景中，智能设备的功能越来越多，可靠性也要跟着提升，安全问题至关重要[5]。

标准的换版是技术的进步和现实发展的需要，对新标准不能有效地理解和执行就无法发挥标准的作用，作为应用标准的实际检测人员，更应详尽的参读标准，理解标准。

本文从定义变化、试验等级的范围、试验设备、试验配置和试验程序五个方面的变化要求对标准GB/T17626.5-2019进行了详细分析，并与老版标准进行差异比较，指出了在新标准执行过程中应注意的事项，为从事本行业的检验检测人员提供参考和借鉴，以期提高相应的检测能力和水平。

参考文献：
[1]GB/T17626.5-2019.电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验[S].
[2]朱文立,陈燕.电子产品的(雷击)浪涌防护标准及测试[J].电子质量,2006,(3):50-54.
[3]硕凯电子.雷击浪涌测试试验注意事项[J/OL].电子工程网.
[4]GB/T17626.5-2008.电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验[S].
[5]王莹,金旺.LED路灯雷击浪涌技术及相关标准[J].电子产品世界,2017,24(5):29-31.。