以浪涌抗扰度的视角谈前级EMC的设计
EMC试验大纲
EMC试验大纲EMC试验1、浪涌冲击抗扰度试验参照GB/T17626.2对电源线及金属外壳地进行浪涌试验，试验严酷等级为3级，即线与线施加峰值为+/-1kV，线与地施加峰值为+/-2kV，判据为B级以上，即不影响主要功能；2、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验参照GB/T17626.4对电源线及金属外壳地进行快速脉冲群试验，试验严酷等级为3级，即施加峰值为+/-2kV，频率为5KHZ的快速脉冲群，判据为B级以上，即不影响主要功能；3、静电放电抗扰度试验参照GB/T17626.2静电放电抗扰度试验，试验严酷等级为3级，即接触放电6KV，垂直和平面两个方向空气放电8KV，判据为B级以上，即不影响主要功能；4、电源欠压/过压抗扰度试验装置工作电源从DC77V到DC135V变化，变化次数不少于10次，装置应能正常工作；5、电源短时中断抗扰度试验进行短时电压中断，试验电压幅值(％Ue ) 0％，对应于从额定电压暂降100%。
持续时间分别为30毫秒，跌落次数不少于10次，装置应无任何复位或者功能丧失；6、射频电磁场辐射的抗扰度试验装置对外连接器上连接不少于1米的连线，除了传感器采用屏蔽线外，其他采用非屏蔽线，按照上下出线的模式进行布局，装置上电，并在参照GB/T17626.6进行射频电磁场感应传导的抗扰度试验，试验严酷等级为3级（10V/m），装置应能正常工作；7、射频电磁场感应传导的抗扰度试验装置对外连接器上连接不少于1米的连线，除了传感器采用屏蔽线外，其他采用非屏蔽线，按照上下出线的模式进行布局，装置上电，并在参照GB/T17626.6进行射频电磁场感应传导的抗扰度试验，试验严酷等级为2级（3V.rms），装置应能正常工作；8、传导骚扰试验装置对外连接器上连接不少于1米的连线，除了传感器采用屏蔽线外，其他采用非屏蔽线，按照上下出线的模式进行布局，装置上电，并在参照GB9245进行传导骚扰试验，其对外干扰不应超过下表；类型频率范围（MHz）允许值传导干扰0．15～0.5 79dB（μV）0.5～30 73dB（μV）9、辐射骚扰试验装置对外连接器上连接不少于1米的连线，除了传感器采用屏蔽线外，其他采用非屏蔽线，按照上下出线的模式进行布局，装置上电，并在参照GB9245进行辐射骚扰试验，其对外干扰不应超过下表；类型频率范围（MHz）允许值辐射干扰（10m法）30～230 40dB（μV/m）230～1000 47dB （μV/m）。
SURGE浪涌原理和整改(EMC)
浪涌抑制
低压交流电源线上的浪涌是与过电压有联系的，但又不等同于过电压，因为浪涌 既包括电压的瞬变又包括电流的瞬变。同理，浪涌抑制也不等同于过电压保护。过电 压保护的目的是保障线路和电气设备绝缘完好，而浪涌抑制则是低压系统和电子设备 可靠运行及电磁兼容的保障。
浪涌（冲击）抗扰度试验 Surge Immunity Test
目录 一、浪涌介绍 二、GB/T 17626.5-2008相关规定 三、YY0505相关规定
一、浪涌介绍
概述 浪涌也被称为瞬态过电压，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波 动，在电路中通常持续约 1us。220V 电路系统中持续瞬间（1us数量 级）的 5000~10000V 的电压波动，即为浪涌或瞬态过电压。持续时 间极短而幅值极大的电流波动，为瞬态电流冲击。开关操作和雷击浪 涌会在配电线路中引起瞬态过电压（流）。
浪涌的来源 对于低压系统来说浪涌来自两个方面，即外部浪涌和内部浪涌。 外部的浪涌最主要的来源是雷电，它可以是通过电源线传导的，也
可能是在电源线上感应而产生的；外部浪涌的另一个来源是公用电网开 关操作在电力线上产生的过电压。
内部浪涌是指入户配电盘以下的用电设备产生的浪涌。低压电源线 上 88％的浪涌产生于建筑物内部的设备，诸如来自空调机、空气压缩机、 电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的浪涌。
不允许下列与基本性能和安全有关的性能降低：
1）器件故障； 2）可编程参数的改变； 3）工程默认值的复位（制造商的预设值）； 4）运行模式的改变； 5）虚假报警； 6）任何预期运行的终止或中断，即使伴有报警； 7）任何非预期运行的产生，包括非预期或非受控的动作，即使伴有报警； 8）显示数值的误差大道足以影响诊断或治疗； 9）会干扰诊断、治疗或监护的波形噪声； 10）会干扰诊断、治疗或监护的图像伪影或失真； 11）自动诊断或治疗设备和系统在进行诊断或治疗时失效，即使伴有报警。 对于多功能的设备和系统，本准则适用于每种功能、参数和通道。
EMC瞬态电压的抗扰度试验及防护
EMC-瞬态电压的抗扰度试验及防护1 种类浪涌（冲击）Surge：雷电，（开关）操作过电压电快速瞬变脉冲群Electrical fast transient/burst，EFT/B：切断电感性负载等引起静电放电Static electricity discharge 或Electrostatic discharge（ESD）：人体或机器静电放电2 抗扰度实验方法2.1 浪涌抗扰度实验标准：GB/T 17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-5：1995）1）试验信号对应的短路电流波形为10/350μs。
2）抗扰度等级（试验信号电压）3）针对电源端口和非电源端口采用不同的信号源电阻和耦合方式对电源端口：线对线：2Ω(信号发生器的内阻)，耦合电容18μF线对地：2Ω(信号发生器的内阻)+10Ω, 耦合电容9μF（美国等国家用2Ω）对直流电源端口，如果不是连接到配电电源网络，视作其它端口对其它非屏蔽非对称端口：2Ω(信号发生器的内阻)+40Ω, 耦合电容0.5μF 或用放电管耦合（当电容耦合会影响被试设备工作时）对其它非屏蔽对称端口：如下图对屏蔽端口：（略）2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度实验标准：GB/T 17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-4：1995）1）试验信号2）抗扰度等级（实验信号电压）3）耦合方式对电源端口：电容耦合，33nF耦合电容对其它端口：容性耦合夹或金属箔等2.3静电放电抗扰度实验标准：GB/T 17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-2：1995）1）静电放电模型2）静电发生器等效电路及放电电流波形3）试验方法(1) 直接放电接触放电（优先选用）：外壳，允许用户维修的点空气放电（不能使用接触放电时）：表面涂漆，且制造厂家指明是绝缘层，则使用空气放电，否则，应穿入漆膜，进行接触放电。
SURGE浪涌原理及整改(EMC)
浪涌抑制的原理
常用的浪涌抑制器件为气体放电管、氧化锌压敏电阻、瞬态电压抑制器、 硅二极管等。它们的工作原理不同，但有相似的伏安特性，即两端电压低于规 定电压时，通过电流很小，而当两端电压高于规定电压后，通过电流会呈指数 规律增长。这一伏安特性使其能同时满足浪涌抑制泻流和限幅的要求，因而也 就成为浪涌抑制的主导器件。尤其是氧化锌压敏电阻，不仅限幅电压可以很低， 导通电流也可以很大，价格又便宜，已经成为工程师首选的浪涌抑制器件。
不允许下列与基本性能和安全有关的性能降低：
1）器件故障； 2）可编程参数的改变； 3）工程默认值的复位（制造商的预设值）； 4）运行模式的改变； 5）虚假报警； 6）任何预期运行的终止或中断，即使伴有报警； 7）任何非预期运行的产生，包括非预期或非受控的动作，即使伴有报警； 8）显示数值的误差大道足以影响诊断或治疗； 9）会干扰诊断、治疗或监护的波形噪声； 10）会干扰诊断、治疗或监护的图像伪影或失真； 11）自动诊断或治疗设备和系统在进行诊断或治疗时失效，即使伴有报警。 对于多功能的设备和系统，本准则适用于每种功能、参数和通道。
波形分析
根据 IEC 标准，对于 8/20µs 的雷电电压、电流联合波形，其函数表示为：
式中 I(t)表示电流； Ip为电流峰值； t 为时间。 对于 1.2/50µs 波形，其函数描述为：
式中 V(t)为雷电电压； Vp是电压峰值。 操作浪涌呈现得是衰减的振荡波，如对于 IEC标准规定 0.5µs， 100kHz 振荡波和 5kHz 振荡波，它们一般用下式代表：
电磁兼容EMC设计方案及测试技巧
电磁兼容EMC设计及测试技巧转载自：单片机工具之家当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。
电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。
电磁干扰的主要形式电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。
传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz)。
在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。
辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分(高于30MHz)。
辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。
共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。
在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。
感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。
分为电感应和磁感应两种。
对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波（如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用），辐射干扰采用减少天线效应（如信号贴近地线走）、屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。
电磁兼容设计对于一个新工程的研发设计过程，电磁兼容设计需要贯穿整个过程，在设计中考虑到电磁兼容方面的设计，才不致于返工，避免重复研发，可以缩短整个产品的上市时间，提高企业的效益。
一个工程从研发到投向市场需要经过需求分析、工程立项、工程概要设计、工程详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、工程投产、投向市场等几个阶段。
EMC设计,防雷,浪涌、压敏电阻等汇总
E M C 设计目录E M C 设计 (1)第一篇防雷技术 .............................................................. 3 1.2. 浪涌 ................................................................... 3 压敏电阻 (6)2.1. 压敏电阻的用途 --------------------------------------------------------- 62.2. 压敏电阻的特性 --------------------------------------------------------- 72.3. 压敏电阻的参数 --------------------------------------------------------- 72.4. 压敏电阻的安全性问题 --------------------------------------------------- 82.4.1.2.4.2.2.4.3. 压敏电阻的串联使用 ...................................................................................................... 9 压敏电阻的并联使用 ...................................................................................................... 9 压敏电阻与气体放电管的串联 ......................................................................................... 9 3. 气体放电管 (10)3.1. 气体放电管的构造及原理------------------------------------------------- 103.2. 气体放电管的主要参数 -------------------------------------------------- 103.3. 气体放电管与压敏电阻配合使用 ------------------------------------------- 113.3.1.3.3.2. 串联使用 ...................................................................................................................11 并联使用 (11)3.4. 各种SPD在浪涌（8/20μs）下响应曲线 ---------------------------------- 12第一篇防雷技术1. 浪涌1.1. 浪涌的产生和抑制原理在电子系统和网络线路上，经常会受到外界瞬时过电压干扰，这些干扰源主要包括：由于通断感性负载或启停大功率负载，线路故障等产生的操作过电压；由于雷电等自然现象引起的雷电浪涌。
雷电与浪涌防护及EMC设计
雷电与浪涌防护及EMC设计雷电与浪涌防护及EMC设计培训课程介绍：随着科学技术的不断进步，人类对雷电防护的意识也在不断加深，在雷电防护方面，人类已经开始从上个世纪的建筑防雷时代，开始走进产品防雷和信息防雷的时代。
人类社会从“建筑防雷”发展到“产品防雷”和“信息防雷”，这是科技进步的必然结果。
另外，随着科学技术的不断进步，EMC 标准技术也在不断提高，产品防雷技术与EMC 技术密切相关。
本学习内容将从电磁场理论方面，对雷电的产生和防护以及EMC技术进行比较详细的分析，并列举很多案例加以说明。
帮助有关单位和工程师们尽快掌握相关技术，提高相关专业人员的技术素质和水平，为国内科研技术人员提供一次系统学习此类可靠性设计技术的机会，特别组织了国内理论基础扎实、实践经验丰富的知名专家教授担任讲师，希望从事电子技术产品设计的工程师，不断提高“产品防雷”的意识，以及EMC 设计技术也大幅度提高。
【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司【培训对象】技术总监、项目经理、硬件工程师、结构工程师、系统工程师等师资介绍：陶显芳，现任半导体应用联盟秘书长。
原康佳集团总体技术设计所所长、高级工程师；是康佳技术开发中心的创始人和技术带头人。
“中国管理科学研究院”特约研究员，“中国电源学会”专家委员会委员。
精通开关电源、微波技术、高频技术、视频技术、数字技术，熟悉计算机技术、EMC培训软件技术、通讯技术、网络技术，从事技术开发三十多年，产品开发经验丰富，技术知识全面，产品开发技术含量高，熟悉各种产品标准和应用技术，以及各种产品生产技术与工艺，技术产品开发成功率高。
拥有多项国家级发明专利。
在技术界有较高的声誉，被多家权威部门授予发明家称号，多次作为嘉宾、技术专家、科学家被邀请参加国内各种高级技术论坛。
课程提纲：课程大纲以根据学员要求，上课时会有所调整，具体以报到时的讲义为准；第一讲：介绍雷电的产生1 什么是电，电是什么？2 地球表面的电场3 电场感应4 电场感应产生位移电流5 实验证明空间电场的存在6 雷电的产生—极化带电7 雷电的产生—分离带电8 雷电的产生—极化带电体的组合9 雷电的产生—带电体的组合10 雷电的产生— ESD 放电第二讲：雷电的基本参数和输电设备的防雷1.雷云的电荷分布2 雷云的放电过程3 避雷针的工作原理与落雷密度4 避雷针的防雷作用5 避雷针容易引起二次雷击6 避雷针的引雷作用7 雷击在地面产生跨步电压浅析8 雷击时地面电位的分布9 雷电的落地电阻10 雷感应电流、电压的测试11 中国地区雷电流幅值的概率分布12 雷云放电时，电位随时间变化的曲线13 雷云等效电容的计算14 避雷针容易引起二次雷击浅释15 外部防雷系统遭雷击后容易引起二次雷击16 乱拉电线容易引起雷击17 因乱拉电线引雷击坏的电视机18 雷击脉冲在输电线上的电位分布19 雷击脉冲在输电线上的传输20 输电线路的防雷21 最后两公里输电线路的防雷22 低压输电设备被雷击时产生反击高压23 雷击时中线与地面浪涌电压的比较24 被二次雷击损坏的电视机第三讲：电子设备的雷电防护1 现有供电设备容易引起二次雷击的原因2 现有各种接地方法的不足3 等电位体防雷技术4 对现有配电线路防雷技术的改进5 对变压器进行静电屏蔽的必要性6 电子产品的雷击防护电路试验与设计7 雷击浪涌脉冲电压抑制常用器件8 对雷击损坏的电子产品进行原因分析9 小结第四讲：低压电网浪涌电压的产生与防护1 低压电网浪涌电压的产生原理2 快速瞬变脉冲群抗扰度（GB/T17626.4）3 脉冲群模拟试验波形的基本参数4 多波群浪涌脉冲电压抑制电路5 IEC62.41.2-2002 标准简介第五讲：静电的产生与防护1 静电的产生2 静电抗扰度测试的目的3 GB/T17626.2 简介4 静电抗扰度试验要点5 静电抗扰度试验详解6 ESD 防护对策6.1 电路分析及参数选择7 静电屏蔽原理8 ESD 防护经验点滴第六讲：EMI 和EMC1 EMC与3C 认证2 什么是EMI 和EMC3 电子线路中的电磁干扰4 电磁感应与电磁干扰5 电场感应与电容6 孤立导体的电容7 电容与电容器8 电场感应干扰的等效电路8.1 PCB板两导体产生的EMI串扰9 电感线圈产生的电磁感应10 载流体产生的磁场11 载流体产生的磁场干扰12 传输线产生的磁场13 一种消除磁场干扰的方法14 传输线中的位移电流15 传输线的阻抗16 PCB 板中的微带线、带状线17 传输线的阻抗匹配18 传输线中的电位、电流分布与阻抗19 改变传输线的阻抗20 传输线负载短路时的阻抗21 传输线的特殊应用22 多层PCB 布板原则第七讲：传导干扰测量与对策1 DI 和CI 两种传导干扰2 传导干扰的测量方法、电路、原理。
电磁兼容EMC测试：浪涌SURGE(surge test)共模、差模测试方法
电磁兼容EMC测试：浪涌SURGE(surge test)共模、差模测试方法浪涌是现实世界中的日常事件，可能对电子设备产生重大负面影响，这些影响包括数据损坏，设备永久性损坏以及在某些情况下甚至火灾。
可能由于各种原因而发生浪涌，但常见的电涌原因是：1.电器的电气开关，如冰箱，加热器和空调2.接线错误和短路3.雷击市场上有许多组件和设备旨在保护设备免受沿电源线或信号线发生的电涌。
这些设备统称为浪涌保护设备（或浪涌抑制器/放电器），旨在通过阻断或短路接地任何高于安全阈值的不需要的电压来限制提供给电气设备的电压。
这被称为钳位电压，但在为您的产品选择电涌保护器件时，这不是唯一要考虑的特性。
钳位/触发电压这指定了什么尖峰电压将导致电涌保护器内的保护元件从受保护的线路转移不需要的能量。
较低的钳位电压可以提供保护，但有时可以缩短器件的预期寿命。
大连续工作电压（MCOV）这是可以在电涌保护器的端子之间连续施加的大RMS电压。
大额定电压顾名思义，这是指浪涌保护装置在完全发生故障之前可以承受的绝对大电压尖峰，许多不同的电涌保护装置在上述特征方面不同，因此更适合于某些应用。
以下是一些较常见的电涌保护装置的简要说明。
瞬态电压抑制二极管（TVS）或Trans orb瞬态电压抑制二极管也是已知的硅雪崩二极管（SAD）。
它们是一种可以限制电压尖峰的齐纳二极管。
TVS二极管具有快速限制作用但具有相对低的能量吸收能力，因此更常用于高速但低功率电路（例如数据通信）。
如果脉冲保持在器件的额定值范围内，则瞬态抑制二极管的预期寿命非常长。
金属氧化物压敏电阻（MOV）金属氧化物变阻器本质上是可变电阻器。
当MOV高于其额定电压（通常是正常电路电压的3到4倍）时，MOV可以传导大电流。
MOV具有有限的预期寿命，并且在暴露出大的瞬态或许多较小的瞬态时会降低。
当发生退化时，金属氧化物变阻器的触发电压继续下降。
MOV通常与热熔丝串联连接，以便在发生灾难性故障之前熔断器断开。
EMC-瞬态电压的抗扰度试验及防护
EMC-瞬态电压的抗扰度试验及防护1 种类浪涌（冲击）Surge：雷电，（开关）操作过电压电快速瞬变脉冲群Electrical fast transient/burst，EFT/B：切断电感性负载等引起静电放电Static electricity discharge 或Electrostatic discharge（ESD）：人体或机器静电放电2 抗扰度实验方法2.1 浪涌抗扰度实验标准：GB/T 17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-5：1995）1）试验信号对应的短路电流波形为10/350μs。
2）抗扰度等级（试验信号电压）3）针对电源端口和非电源端口采用不同的信号源电阻和耦合方式对电源端口：线对线：2Ω(信号发生器的内阻)，耦合电容18μF线对地：2Ω(信号发生器的内阻)+10Ω, 耦合电容9μF（美国等国家用2Ω）对直流电源端口，如果不是连接到配电电源网络，视作其它端口对其它非屏蔽非对称端口：2Ω(信号发生器的内阻)+40Ω, 耦合电容0.5μF 或用放电管耦合（当电容耦合会影响被试设备工作时）对其它非屏蔽对称端口：如下图对屏蔽端口：（略）2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度实验标准：GB/T 17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-4：1995）1）试验信号2）抗扰度等级（实验信号电压）3）耦合方式对电源端口：电容耦合，33nF耦合电容对其它端口：容性耦合夹或金属箔等2.3静电放电抗扰度实验标准：GB/T 17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-2：1995）1）静电放电模型2）静电发生器等效电路及放电电流波形3）试验方法(1) 直接放电接触放电（优先选用）：外壳，允许用户维修的点空气放电（不能使用接触放电时）：表面涂漆，且制造厂家指明是绝缘层，则使用空气放电，否则，应穿入漆膜，进行接触放电。
浪涌测试分析及对策
前言：浪涌测试是电力电源产品EMC 测试项目中的其中一项，对电路的影响比较大。
欲通过该项测试，在设计产品时需要注意两点：（1）对电路本身进行优化，选择合适的参数，提高自身的抗干扰能力。
（2）对产品的布局进行优化，选择合适的零部件和工艺，降低外界的干扰电压；本文主要是以“降低外界干扰电压”为方向来对电源产品的浪涌测试做一个分析，并提出改进意见。
目录1，电容分压原理 (1)2，模块内部等效分析 (2)3，浪涌测试标准 (2)3.1 依据标准 (2)3.2 试验等级 (2)4，测试分析和改进方法 (2)1，电容分压原理如上图所示：当在C1、C2的串联电路两端（V_AC 和GND 之间）施加一个电压，由电容分压的公式，得：C1两端的电压为：V_C1 = C2两端的电压为：V_C2 =所以，两个电容端电压的比值为： 模块输入端口 V_AC_2式（1）式（2） 大地电源地由上式可以看到： 串联电容的端电压和其容值的大小成反比，电容的容值越大，则两端分得的电压越小。
2，模块内部等效分析（1）电源模块内部线与线之间的电容，比如X 电容、电解电容以及其它的高频滤波电容、寄生电容，可以等效为上图中的C1。
所以，C1两端的电压可以认为是模块输入两端，或者输出两端之间的电压。
比如：L ∼N 之间，OUT+～OUT-之间的电压，我们把这个电压称之为差模电压。
（2）电源模块线与大地之间的电容，比如Y 电容，以及电路对地的寄生电容，可以等效为上图中的C2。
所以C2两端的电压，以及 “V_AC 和GND ”之间的电压，可以认为是模块的端口与大地之间的电压。
比如：L ∼地，N ∼地，OUT ∼地之间的电压，我们把这个电压称之为共模电压。
3，浪涌测试标准3.1 依据标准3.1.1 国家标准GB/T 17626.53.1.2 国家标准GB/T 14598.183.2 试验等级3级：线-线±1KV 、线-地±2KV ；4，测试分析和改进方法（1）在电源端口“线-线”之间，进行浪涌测试时，其实就相当于在上图中的C1两端施加一个±1KV 的干扰电压，是一个差模电压，所以又把这种测试称之为差模测试。
EMS中的浪涌抗扰度电路分析
磁抗扰EMS。
EME中又包含传导和辐射；而EMS中又包含静电、脉冲群、浪涌发生器的有效输出阻抗为2Ω，故当开路电压峰值为XKV时，短路峰值电流为(X/2)KA。
当对ACL（或ACN）和PE之间进行抗浪涌测试时，在耦合电路上又串入了10Ω的电阻，忽略掉串联耦合电容的影响，则短路峰值电流变为约（X/12)KA。
相关器件介绍1、压敏电阻压敏电阻的选型最重要的几个参数为：最大允许电压、最大钳位电压、能承受的浪涌电流。
首先应保证压敏电阻最大允许电压大于电源输出电压的最大值；其次应保证最大钳位电压不会超过后级电路所允许的最大浪涌电压；最后应保证流过压敏电阻的浪涌电流不会超过其能承受的浪涌电流。
其他参数如额定功率、能承受的最大能量脉冲等，通过简单验算或实验即可确定。
2、Y电容在进行共模浪涌测试时，若考虑成本等因素，在共模路径中未加入压敏电阻或其他用于钳位电压的器件时，应保证Y电容耐压高于测试电压。
3、输入整流二极管假设浪涌电压经压敏电阻钳位后，最大钳位电压大于输入整流二极管能承受的最大反向电压，则二极管可能会被损坏。
因此应选择反向耐压大于压敏电阻最大钳位电压的二极管作为输入整流二极管。
4、共模电感理论上共模电感仅在共模路径中起作用，但是因为共模电感两个绕组并非完全耦合，未耦合部分将在差模路径中作为差模电感，影响EMC特性。
实例分析背景：以某型号的电源模块为例，该模块是ZLG致远电子为某客户定制的电源模块，输入85VAC~350VAC，且EMC前级电路电路嵌入到模块中。
抗浪涌要求差模电压3KV，共模电压6KV。
更换更大的保险丝后可承受6KV差模电压。
其前级原理图及对应实物图如图2所示。
图2 实例原理图与实物图1、差模浪涌测试压敏电阻选型时，首先应使最大允许电压略大于350V，此电压等级压敏电阻最大钳位电压为1000V左右（50A测试电流下）。
其次在差模路径上，等效于一个内阻为2Ω、脉冲电压为6KV的电压源与压敏电阻串联，则峰值电流约为（6KV-1KV）/2Ω=2500A。
浪涌抗扰度实验报告
浪涌抗扰度实验报告实验报告：浪涌抗扰度实验一、实验目的本实验旨在探究浪涌抗扰度，即电气设备在遭受电源电压不稳定时是否能够正常工作，以及其对电气设备的影响。
二、实验原理浪涌抗扰度是指电气设备在电源电压不稳定时的抗干扰能力。
电气设备的电源电压不稳定可能导致设备损坏，因此衡量电气设备的浪涌抗扰度是非常重要的。
在实验中，我们通过模拟电源电压波动和干扰来测试设备的浪涌抗扰度。
三、实验材料和设备1.实验设备：浪涌抗扰度测试设备2.被测试电气设备：如计算机、音响等四、实验步骤1.设置浪涌抗扰度测试设备，连接电源和被测试电气设备。
2.打开被测试电气设备，保持其正常工作状态。
3.调节浪涌抗扰度测试设备，产生不稳定的电源电压波动和干扰。
4.观察被测试电气设备是否受到波动和干扰的影响，如停止工作、出现故障等情况。
5.记录实验数据，并分析测得的结果。
五、实验结果与分析通过实验，我们测试了不同电气设备的浪涌抗扰度。
以下是实验结果的示例：1.计算机：在电源电压波动和干扰时，计算机正常工作，没有出现停止工作或故障等情况。
2.音响：在电源电压波动和干扰时，音响出现声音失真、杂音等现象，但整体上能够正常工作。
根据实验结果，我们可以得出结论：计算机具有较高的浪涌抗扰度，能够在电源电压波动和干扰时正常工作；而音响的浪涌抗扰度较低，容易受到电源电压的影响。
六、实验总结通过本次实验，我们探究了电气设备的浪涌抗扰度。
实验结果表明，不同电气设备具有不同的浪涌抗扰度，这对于设备的使用和维护都具有重要意义。
在实际应用中，我们应该根据电气设备的浪涌抗扰度选用相应的电源环境，并对电源进行稳定控制，以确保设备的正常运行。
此外，在实验过程中，我们还发现了浪涌抗扰度测试设备的重要性。
通过该设备，我们可以模拟各种电源电压波动和干扰情况，提前了解设备在不稳定电源条件下的表现，从而采取相应的措施进行保护和调整。
综上所述，本次实验对于加深我们对浪涌抗扰度的理解，提高我们对电气设备选择和维护的能力具有重要意义。
浪涌抗扰度试验的要点及其对策
2. 10/700μs发生器
对于10/700μs发生器的描述，修订稿除了与IEC61000-4-5： 1995标准一样，对开路输出电流的波形参数有要求外（见表
3），还首次提出了对开路输出电压与短路输出电流关系的 要求，见表4，从数据不难看出，电压与电流参数之比，实 质上还是体现了发生器的内阻问题（40Ω）。
10
1.4 综合波经过耦合/去耦网络后对输出波形的新规定
就发生器和耦合/去耦网络来说，在标准修订稿中最关键的 一点是提出了要在耦合/去耦网络的受试设备端口上来校验 电压和电流波形（包括波形的前沿和半峰值持续时间）。 这时在发生器的输出端（注意，不是在耦合/去耦网络的输 出端上）可以有30%的负冲。试验时，浪涌发生器的输出 和耦合网络的输出端子要接到有足够带宽、且有足够电压 容量的测量系统去，以便监视开路电压的波形。在AC.和 DC.电源线配置的耦合/去耦网络输出端的开路电压波形与 耦合模式（线-线或线-地）有关。上述耦合电路的参数是： 线-线（差模试验）为18μF；线-地（共模试验）为9μF＋ 10Ω。
浪涌抗扰度试验的 要点及其对策
1
浪涌抗扰度试验是许多重要的抗扰度试验标 准中的一种。但在标准的执行中也出现了试 验结果的不一致性，究其原因，有发生器的 问题，也有耦合/去耦网络和试验方法的问 题。本文除了介绍现行的国家和国际浪涌抗 扰度试验标准外，还着重介绍国际浪涌抗扰 度试验标准在这些方面的最新进展，以及浪 涌抗扰度试验的对策。
图1 综合波发生器的电原理图
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电压和电流波形的定义方法和要求 ：
图2 综合波的电压和电流波形定义
5
综合波发生器中电压和电流波形是被试品输入阻抗的函数。 当浪涌信号加到被试品上，由于被试品中安装的保护器件 动作，或者被试品输入端产生飞弧和击穿，使得被试品输 入端的阻抗可能产生变化，为了评价被试品的性能，确保 综合波发生器所特有的1.2/50μs电压波和8/20μs电流波是 必须的。此外，标准规定开路输出电压波和短路输出电流 波的幅度误差均为±10%。以上这些这是对综合波发生器 的考核依据。
EMC测试总体概述及浪涌测试原理与浪涌防护元器件使用
浪涌防护元器件使用
• b 、缺点： • 时延—导致残压大 • 续流—导致无法直接应用于大部分电压端
口 • C 、应用： • 用于浪涌防护最前级； • 单独用于共模防护； • 与其他防护器件串联应用；
EMC测试总体概述及浪涌测试原理 与浪涌防护元器件使用
浪涌防护元器件使用
• C、冲击耐受电流 将放电管通过规定波形和规定次数的脉
冲电流，使其直流放电电压和绝缘电阻不 会发生明显变化的最大值电流峰值称为管 子的冲击耐受电流。 d、其他参数
EMC测试总体概述及浪涌测试原理 与浪涌防护元器件使用
浪涌防护元器件使用
• 1.2 气体放电管的优缺点及其应用 • a 、优点： • 极间绝缘电阻大 • 极间电容小 • 泄放暂态过电流能力强
脉冲 群信 号源
EUT与发生器 或卡钳之间
参考地平面的每
的电源线或
个边要超出
信小号于线1米长E度MC测与试浪总涌E大体防U概护地T述元1相及0器浪0连件m涌使测m用试并原与理
EUT与参考地平 面之间的距离 大于100mm
浪涌测试原理
• 测试波形介绍 • 耦合/去耦网络的选择
EMC测试总体概述及浪涌测试原理 与浪涌防护元器件使用
u ufr
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Δτ
t
EMC测试总体概述及浪涌测试原理 与浪涌防护元器件使用
浪涌防护元器件使用
• 1.1主要技术参数 • a、直流放电电压
在上升陡度低于100V/s的电压作用下，放 电管开始放电的平均电压值称为其直流放 电电压。由于放电的分散性，所以，直流 放电电压是一个数值范围。 选择时应大于 电路工作电压120%；
EMC浪涌抗扰度试验的要点及其对策
浪涌抗扰度试验的要点及其对策浪涌抗扰度试验的国家标准是GB/T17626.5-1999，与之对应的国际标准是IEC61000-4-5:1995，属基础性的电磁兼容标准。
浪涌抗扰度试验是许多重要的抗扰度试验标准中的一种。
但在标准的执行中也出现了试验结果的不一致性，究其原因，有发生器的问题，也有耦合/去耦网络和试验方法的问题。
本文除了介绍现行的国家浪涌抗扰度试验标准外，还着重介绍国际和国家浪涌抗扰度试验标准在这些方面的最新进展（2007年10月，在武汉，全国电磁兼容标准化技术委员会参照IEC61000-4-5第二版（2005年11月版）修订了现行的国标），特别是新标准与现行标准的差异。
在本讲结束时还要简述浪涌抗扰度试验的对策。
1 雷击浪涌试验的提出雷击是普通的物理现象，据统计，全世界有4万多个雷暴中心，每天有8百万次雷击，这意味着每秒钟有100次左右的雷击发生。
因此，电气和电子设备的抗击浪涌试验对于评定设备的电源线、输入/输出线、通信线在遭受高能量脉冲干扰时可建立一供同的依据。
标准主要模拟间接雷击（设备通常都无法经受直接雷击），如：①雷电击中外部（户外）线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压。
②间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在外部线路上感应出的电压和电流。
③雷电击中线路邻近物体，在其周围建立的强大电磁场，在外部线路上感应出电压。
④雷电击中附近地面，地电流通过公系接地系统时所引进的干扰。
标准除模拟雷击外，还提到了变电所等场合，因开关动作而引进的干扰（切换瞬变），如：①主电源系统切换时的干扰（如电容器组的切换）。
②同一电网，在靠近设备附近的一些较小开关跳动时形成的干扰。
③切换伴有谐振线路的可控硅设备。
④各种系统性的故障，如设备接地网络或接地系统间的短路和飞弧故障。
2 雷击浪涌发生器标准描述了两种不同的波形发生器，一种是雷击在电源线上感应产生的波形；另一种是在通信线路上感应产生的波形。
电磁兼容EMC测试：雷电浪涌测试方法介绍
电磁兼容EMC测试：雷电浪涌测试方法介绍雷击测试可以在单冲程，多冲程和多冲程测试中完成。
外部飞机系统通常需要直接雷电测试。
内部和外部的大多数飞机电子设备都需要间接闪电测试。
间接闪电模拟通过电路和电缆传输的二次电流和电压，该测试也称为浪涌抗扰度测试。
浪涌测验试验办法：浪涌的原因是电力系统的开关瞬态和雷电瞬态；而浪涌抗扰度试验意图是树立一个一起的基准，以点评电气和电子设备在遭受浪涌（冲击）时的功能。
依据规范IEC61000-4-5浪涌冲击抗扰度试验一般要求，雷击浪涌发生器模仿1.2/50us电压波形，8/20us电流波形和组合波（电压波形：10/700us，电流波形：5/320us），经过耦合网络，将波形耦合至被测电路中，已达到试验意图。
硕凯电子EMC试验室正可以为客户供给各种组合波形的浪涌测验方案。
浪涌测验试验等级：试验等级依据电压严格程度分为1，2，3，4和X级，其间X及为敞开级，每一级对应的电压强度如表一。
严格等级运用规模则取决于环境（遭受浪涌可能性的环境）及装置条件，大体依照以下条件分类：1级：较好维护的环境，如工厂或电站的控制室。
2级：有必定维护的环境，如无强搅扰的工厂。
3级：一般的电磁打扰环境，对设备未规定特别装置要求，如一般装置的电缆网络，工业性的作业场所和变电所。
4级：受严重打扰的环境，如民用架空线，未加维护的高压变电所。
X级：特别级，由用户和制造商洽谈后断定。
具体产品选用哪一级，一般由产品规范定。
雷击浪涌测验试验的注意事项：1.运用示波器时，好加上阻隔变压器供电，避免雷击浪涌反冲击电压对示波器电源试验，雷击浪涌反冲一般在设置的8%。
2.保证雷击浪涌发生器接地牢靠。
3.差分探头的供电电源好是选用阻隔变压器供电，扫除外界对测验东西的搅扰。
4.EUT电源好选用阻隔变压器供电，或许选用漏保较大的空气开关。
5.试验室操作安满是首要方位，（雷击浪涌具有高电压大电流试验，具有必定的危险性）在测验时尽量不要触摸到接线方位，当雷击浪涌发生器触发放电时就不要触碰任何衔接线路，呈现紧急情况直接把急停按钮按下，仪器主动卸掉高压电压。
EMC 浪涌防护元器件的工作原理及应用
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”浪涌防护”元器件的工作原理及应用
在通信和数据线路上,“过电压”以及所产生的“过电流”会危害和干扰通信与计算机系统 的正常工作,并且可能对操作维护人员.设备造成伤害与损失,这种危害也可波及到用户端。 引起设备过电压的原因有: 1. 雷电行波从户外电力线.传输线路和天馈线侵入; 2. 因地线的接地电阻较大引起的”反击电压”; 3. 当用户线或传输线与交流电线碰撞时,可产生很大的电流,损坏设备甚至造成火灾; 4. 电网中供电回路的切换过程会对供电系统造成尖峰脉冲干扰,使正弦波电压畸变; 5. “静电放电”。 浪涌防护分为”过电压”防护和”过电流”防护,气体放电管(GDT).压敏电阻(MOV).半导体放 电管(TSS).瞬态电压抑制器(TVS)等是电压限制元器件,它们的工作原理相似,但是它们之间 的通流量.动作速度.极间电容.嵌位电压.残压等有很大的差别,新产品 PWC 以及 EMC 是新 型的浪涌电压防护元件,它的特点是串联使用； PTC 是电流限制元件用于”过电流”防护, 仅靠过电压保护并不能完全保护设备和线路免受浪涌冲击的破坏,浪涌电压有时不够高,不 能高于”过电压”保护值”,浪涌电压便有可能在电路中产生足够大的额外电流,从而破坏敏感 设备，所以需要过电流保护； 下面介绍不同元器件的工作原理和使用注意事项: 一. PTC(正温度系数)热敏电阻: (简称:PTC) PTC 是高分子聚合物材料制造的”电流限制”固态元件,在正常温度下呈现欧姆特性,当超过 特定的温度以后电阻值会随着温度上升而呈现剧烈的变化,依据 P=I×V.元件会发热,这样 的加热造成”高分子结构”,由”结晶相”转变成”分晶相”结构,使阻增加几个至十几个 数量级,此时电路中的电压几乎都加在 PTC 两端,因此可以起到保护其它元件和电路的作用, 当人为切断电路故障后,PTC 会恢复到原来的状态,PTC 无需更换而继续使用。 PTC 的应用和注意事项: (1).PTC 和环境温度的关系 PTC 是”过电流”保护元件,高分子聚合物 PTC 热敏电阻是直热式阶跃型,其电阻变化过程与 自身的发热和散热情况有关,所以”维持电流””动作电流”和”动作时间”受环境温度影响,当 PTC 发热功率大于散热功率时会动作,当 PTC 发热功率小于散热功率时不会动作,当 PTC 散 热功率和发热功率接近时处于临界状态。PTC 的动作时间与电流和环境温度有如下关系: 1).PTC 在环境温度相同时,动作时间随着电流的增加而急剧缩短; 2).PTC 在环境温度较高时动作时间更短,维持电流和动作电流都较小; (2).PTC 的恢复时间 1).PTC 动作后需要时间恢复; (1)
雷电与浪涌防护及EMC电路设计
美国雷击浪涌抗扰度试验的标准是： ANSI/IEEE-C62.41.2-2002、GR1089、FCC PART68、UL1449。 技术标准的高低，同时也代表一个国家总体技术水平的高低。目前，相对来说，国 外的技术标准要比中国的技术标准要严格很多，这也表示中国的总体科学技术水平相 对还比较落后。 技术标准的诞生，一般都是由技术水平比较领先的企业首先提出，即，先有企业标
如不采取有效防护措施，二次雷击很容易使用电设备损坏。
目前我们国内使用的大多数电子产品还不具备抵抗 4000Vp 以上的二次雷电浪涌 电压的冲击（国外大多数要求30kV），我国的很多地区，特别是农村或城市的郊
区，配电设施的建设还很不规范，我国的三相四线制（TN-C）的弊端（地线与中
线经常接错）也开始显露出来，每年被雷击损坏的各类电子设备不计其数，经济 损失惨重，这要求我们的防雷意识还需进一步提高。
浪涌电压脉冲，很容易就把这些电子设备损坏。 防雷标准和 EMC 标准具有一定的代表性和普遍性，但完全符合现有的防雷标准和 EMC标准的产品，并不一定能符合产品在特殊环境中的使用要求，例如，目前我国的 产品防雷标准（GB/T17626.5），指明电子产品可分为五个等级进行雷电保护，但面对 国内现有的三相四线制供电系统而言，这个标准是很低的，并且目前国内的大部分电 子产品还不能满足这个标准。 7
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以浪涌抗扰度的视角谈前级EMC的设计
大家都知道，EMC 描述的是产品两个方面的性能，即电磁发射/干扰EME和电磁抗扰EMS。
EME中又包含传导和辐射；而EMS中又包含静电、脉冲群、浪涌等。
本文将从EMS中的浪涌抗扰度的角度出发，分析设计电源的前级电路。
抗浪涌的电路分析
如图1所示为小功率电源模块中常用的EMC前级原理图，FUSE为保险丝，MOV为压敏电阻，Cx为X电容，LDM为差模电感，Lcm为共模电感，Cy1和Cy2为Y电容，NTC 为热敏电阻。
其中Y电容、共模电感等的主要作用虽然不是为了改善电路的浪涌抗扰度，但它们却间接地影响了抗浪涌电路的设计。
图1 常用EMC前级电路
对ACL与ACN之间施加的浪涌电压称为差模浪涌电压，差模路径如图中红线所示；对ACL（或ACN）与PE之间施加的电压称为共模浪涌电压，共模路径如图中蓝线所示。
在设计抗浪涌电路前必须先确定相应的“电磁兼容标准”，如IEC/EN 61000-4-5（对应GB/T 17626.5）中规定了浪涌抗扰度要求、试验方法、试验等级等。
下面我们将以该标准的规定为基础来讨论抗浪涌电路的设计。
浪涌发生电路在输出开路时，产生1.2/50μs的浪涌电压，而在短路时将产生8/20μs的浪涌电流。
发生器的有效输出阻抗为2Ω，故当开路电压峰值为XKV时，短路峰值电流为(X/2)KA。
当对ACL（或ACN）和PE之间进行抗浪涌测试时，在耦合电路上又串入了10Ω的电阻，忽略掉串联耦合电容的影响，则短路峰值电流变为约（X/12)KA。
相关器件介绍
1、压敏电阻
压敏电阻的选型最重要的几个参数为：最大允许电压、最大钳位电压、能承受的浪涌电流。
首先应保证压敏电阻最大允许电压大于电源输出电压的最大值；其次应保证最大钳位电压不会超过后级电路所允许的最大浪涌电压；最后应保证流过压敏电阻的浪涌电流不会超过其能承受的浪涌电流。
其他参数如额定功率、能承受的最大能量脉冲等，通过简单验算或实验即可确定。
2、Y电容
在进行共模浪涌测试时，若考虑成本等因素，在共模路径中未加入压敏电阻或其他用于钳位电压的器件时，应保证Y电容耐压高于测试电压。
3、输入整流二极管
假设浪涌电压经压敏电阻钳位后，最大钳位电压大于输入整流二极管能承受的最大反向
电压，则二极管可能会被损坏。
因此应选择反向耐压大于压敏电阻最大钳位电压的二极管作为输入整流二极管。
4、共模电感
理论上共模电感仅在共模路径中起作用，但是因为共模电感两个绕组并非完全耦合，未耦合部分将在差模路径中作为差模电感，影响EMC特性。
实例分析
背景：以某型号的电源模块为例，该模块是ZLG致远电子为某客户定制的电源模块，输入85V AC~350V AC，且EMC前级电路电路嵌入到模块中。
抗浪涌要求差模电压3KV，共模电压6KV。
更换更大的保险丝后可承受6KV差模电压。
其前级原理图及对应实物图如图2所示。
图2 实例原理图与实物图
1、差模浪涌测试
压敏电阻选型时，首先应使最大允许电压略大于350V，此电压等级压敏电阻最大钳位电压为1000V左右（50A测试电流下）。
其次在差模路径上，等效于一个内阻为2Ω、脉冲电压为6KV的电压源与压敏电阻串联，则峰值电流约为（6KV-1KV）/2Ω=2500A。
最终选择了681KD14作为压敏电阻。
其峰值电流为4500A，最大允许工作电压385V AC，最大钳位电压1120V。
不必担心，因为共模电感中未耦合的部分，在差模路径中作为差模电感，将分得部分电压，事实上，在共模电感后级，电路已得到保护，经试验验证，整流二极管选择常用的1N4007即可。
2、共模浪涌测试
当对ACL-PE或ACN-PE测试6KV浪涌时，即共模浪涌试验，共模路径等效为一个内阻约为12Ω，脉冲电压为6KV的电压源与共模电感、Y电容串联。
因为Y电容选择Y1等级电容，其耐压较高，6KV共模浪涌的能量不足以使其损坏，因此仅需保证PE布线与其他布线保持一定间接，即可很容易地通过共模浪涌测试。
但是，因为浪涌测试时共模电感两端将产生高压，出现飞弧。
若与周围器件间距较近，可能使周围器件损坏。
因此可在其上并联一个放电管或压敏电阻限制其电压，从而起到灭弧的作用。
如图中MOV2所示。
另一种办法是在PCB设计时，在共模电感两端加入放电齿，使得电感通过两放电尖端放电，避免通过其他路径放电，从而使得对周围和后级器件的影响减到最小。
如图3是ZLG 致远电子型号为PA1HBxOD-10W的电力电源模块PCB在共模电感处加入的放电齿的实物图。
图3 放电齿实物图
EMC试验通常实践性很强，但如果我们掌握一些基本原理，在设计EMC前级电路时，将更有方向进行试验，从而缩短项目开发的时间。
本文章结合了一个简单的实例，从浪涌试验的角度介绍了前级电路器件选型和典型电路，在以后的文章中我们将继续更深入的探讨抗浪涌电路相关内容，并从其他EMC性能指标的角度来设计EMC前级电路。
完善的浪涌防护电路搭配性能稳定的电源模块将会最大程度的保证系统供电的稳定可靠。
ZLG致远电子自主研发、生产的隔离电源模块，具有宽输入电压范围，隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列，封装形式多样，兼容国际标准的SIP、DIP 等封装。
同时ZLG致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室，配备最先进、齐全的测试设备，全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试，静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV，可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场，为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。