电快速瞬变脉冲群抑制方法
电快速瞬变脉冲群(EFTB)综述
电快速瞬态突发 (EFT/B) 概述在同一电源电路中,多种设备在运行过程中会产生瞬态脉冲,对设备造成干扰。
这种干扰以脉冲群的形式出现,具有脉冲上升时间短、重复率高、能量低、光谱分布等特点。
较宽等特性,相当于一系列具有陡峭前沿的脉冲群,称为电快速瞬态突发干扰(EFT/B)。
为达到有效抑制EFT/B干扰的目的,本文从总结EFT/B的形成机理入手,应用建模方法给出了产生EFT/B的等效电路模型和破除EFT/B的方法。
-负载变压器。
通过相应的测试方法开发和测试了一个仿真模型。
通过仿真与实测结果的对比,验证了所提方法的合理性。
最后总结了抑制 EFT/B 以降低电磁干扰 (EMI) 的方法。
关键词电快速瞬变脉冲串;等效电路;抑制方法;审查简介/背景各种电磁干扰影响各种自动化设备,如继电保护、监控装置以及其他基于微电子和计算机技术的设备,这些设备对电磁感应、辐射和电路传导等方式的干扰更加敏感。
当干扰水平超过设备的逻辑元件和逻辑电路的抗干扰水平时,会导致设备的逻辑电路工作异常或程序运行不正常,从而使整个设备无法正常工作。
电快速瞬变/突发 (EFT/B) 是对微机保护装置最敏感的干扰之一。
国外实验研究结果表明,变电站开关的合闸和合闸过程会引起EFT/B扰动。
EFT/B 扰动的上升时间为纳秒级,持续时间从几微秒到几十毫秒。
高达相电压幅度的数倍。
在现代电子设计初期,为了通过仿真评估产品的电磁兼容性能,需要对设计对象进行电气快速瞬态突发抗扰度测试。
当 EFT/B 干扰电平超过器件逻辑元件和逻辑电路的抗干扰电平时,会导致器件工作异常或程序运行不正确。
因此,如何使各种电器、电子设备或系统在同一电磁环境中正常工作,互不干扰,如何使开关电源中EFT/ B噪声的传播显着降低,以实现所谓的因此,电磁兼容技术日益发展,对抑制EFT/B的研究也越来越多。
早些年,国际标准IEC 1000-4-4将EFT的相关参数定义为:电压幅值、单脉冲上升时间、单脉冲脉冲宽度、脉冲串持续时间、脉冲串重复频率和脉冲串周期等...但也有一些不合适的地方,比如实际电磁环境中电磁脉冲组的重复频率从10KHz到1MHz,但由于当时元器件水平有限,标准规定参数值为5KHz和2.5KHz .如今,国际标准IEC61000-4-4和国家标准GB/T1 9626.4对EFT/B骚扰电压的上升时间、持续时间和脉冲重复频率都有统一规定,如图1所示。
电源脉冲群抑制措施
电源脉冲群抑制措施引言电源脉冲群是指在电源线上由于各种原因引起的不稳定电压和电流的短暂突然变化。
这些脉冲群可能会对电子设备的正常工作造成干扰和损害。
为了保证电子设备的稳定运行,需要采取一定的措施来抑制电源脉冲群的影响。
本文将介绍几种常见的电源脉冲群抑制措施。
1. 使用滤波器滤波器是一种能够将不必要的高频成分从信号中去除的电子元件。
在电源线上安装合适的滤波器可以有效地抑制电源脉冲群的传播和影响。
常见的电源滤波器有LC滤波器和RC滤波器。
LC滤波器利用电感和电容的互补作用,通过滤除高频噪音。
RC滤波器则利用电阻和电容的结合来减小电源脉冲的幅度。
2. 使用稳压器稳压器是一种电子元件,能够将不稳定的电源输出转换为稳定的输出电压。
在电源脉冲群的影响下,电压可能会产生剧烈的波动。
通过使用稳压器可以消除这种波动,确保设备接收到稳定的电源电压。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器通常适用于对输出电压稳定性要求较高的场景,开关稳压器则适用于对输出电流要求较高的场景。
3. 地线设计在电子设备的设计中,地线的正确布局和连接至关重要。
不合理的地线设计可能会引起电流回路不稳定,从而导致电源脉冲群的产生和传播。
因此,在设计中应合理规划地线布线,尽量减少地线的长度和环路面积,以降低电源脉冲群的干扰。
4. 使用电源滤波器插排电源滤波器插排是一种集成了滤波器的插排设备,能够同时提供稳定的电源和抑制电源脉冲群的功能。
它在电源插座和电子设备之间插入,可以有效地滤除电源中的噪音和脉冲群,同时给设备提供稳定的电源。
5. 接地处理电子设备的接地处理也是抑制电源脉冲群的重要措施。
合理的接地设计可以减小设备之间的干扰,降低电源脉冲群的传播。
在接地设计中,应确保设备的接地电阻低,接地导线短,接地电势稳定。
6. 隔离变压器隔离变压器是一种特殊的变压器,能够将输入电源与输出电源完全隔离。
通过使用隔离变压器,可以有效地将电源脉冲群限制在变压器的一侧,避免其传播到设备中。
电快速脉冲群测试及对策
电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1. 电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
电力系统中常见瞬态脉冲干扰及抑制方法
、
主 要 的 瞬 态 脉 冲干 扰 的产 生
及特点
1 .电快速瞬变脉冲群干扰 电快速瞬变脉冲群干扰是 由了电路中 断开感性负载时产生的。它的特点是干扰 信号不是单个脉冲 , 而是一连 串的脉 冲群 。 方面 由于脉 冲群 可以在电路 的输入端产 生积 累效应 ,使干扰电平的幅度最终 可能 超过 电路的噪声容限。 另一方面脉冲群的 周期较短 , 每个脉冲波的间隔时 间较短 , 当 第一个脉 冲波还未 消失时 ,第二个脉 冲波 紧跟而来 。 于电路 中的输 入电容来说 , 对 在 还未完成放 电时又开始充 电,因此容 易达 到较高的电压 ,这样对 电路 的正常工作影 响甚大。 电快速瞬 变脉 冲群干扰源的 电压的大
一
小取决干 负载 电路的 电感 ,负载断开速度
和介质的耐受能力。 这类干扰 电压的特征是 :幅值高 、频 率高 。 当触点断开时, 电感电路 中的电流企 图继续通过 , 在触点之 间产生高压 , 引起 并 电弧的重燃 ,这样就会产生一连串的电压 脉冲叠加到电子设备连接的电源上 。 电快速瞬变脉冲群干扰电压主要是 共 模 电压。它是通过电容耦合间接传输至其
二、瞬变脉冲干扰的抑 制方法
f 1 .电快速瞬变脉冲群干扰 ( 电快速瞬变脉冲群抗扰 度试验过程 1 ) 中所存在的问题 : 电快速瞬变脉冲群抗扰 度试验是将电
电力系统 中大部分二次设备都集 中在 变 电站 , 而且随 着电网的扩大 、 电压等级的 提高 ,使得二次设备所处的 电磁环境更加 恶劣 。特别是 系统中的瞬态干扰 可能 会导 致保护设备误动 、 监控设备运行不正 常、 数 据丢失甚至设备损坏等 ,给 电力系统运行 造 成 很 大 的损 失 。 产生 瞬态 脉 冲干 扰 的原 因有:雷电放电、 静电放电、电力系统 的开 关动作过程等 。我们在 实验 室中模拟 的常 见的瞬态脉冲干扰有 电快速瞬变脉冲群干 扰、静 电放 电干扰 、浪 涌 ( 冲击 )干扰及 1 MHz(0 k )脉冲群干扰等 。 10 Hz
电快速瞬变脉冲群解决办法 与方案
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验问题及解决方法1.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的具体情况电快速瞬变脉冲群产生的原理:当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的瞬态骚扰。
当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。
这种瞬态骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。
该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。
试验脉冲的特点是:瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。
该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。
一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电,当结电容上的能量累积到一定程度,便会引起手机的误操作。
具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。
2.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的分析电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机,导致主板电路上有过大的噪声电压。
当单独对火线或零线注入时,尽管是采取的对地的共模方式注入,但在火线和零线之间存在差模干扰,这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。
当同时对火线和零线注入时,存在着共模干扰,但对充电器的输出影响并不大。
造成手机在测试过程中出现问题的原因是复杂的,具体表现为:1)前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能,没有添加相关的滤波元器件,PCB设计综合布线时也没有注意线缆的隔离,主板接地设计也不符合规范,另外关键元器件的也没有采取屏蔽保护措施等;2)生产厂在元器件供应商的选择上没有选用性能可靠的关键器件,导致测试过程中器件老化或者器件失效,从而容易受到电快速瞬变脉冲的干扰;3)在整机生产组装过程中,加工工艺及组装水平出现的问题可能会导致产品一致性不好,个别送检手机存在质量问题;4)检测过程中由于其他测试项出现问题导致整改,可能由于整改方案的选择会影响到电快速瞬变脉冲群测试不合格。
电快速瞬变脉冲群抗扰度解决方法概要
电快速瞬变脉冲群抗扰度解决方法中心议题:•手机电磁兼容测试标准•抗扰度试验问题及解决方法解决方案:•前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能•选用性能可靠的关键器件•重点考虑抑制电快速瞬变脉冲群干扰随着手机使用的普及和通信技术的飞速发展,办公室、机房、公共场所,电子产品无处不在,这些产品处于此种复杂化的电磁环境中,彼此正常工作显得尤为重要,而手机在此环境中能够正常工作且不会影响其它设备,其电磁兼容性尤为重要,因此必须对手机进行电磁兼容性进行测试,来保证手机的电磁兼容性能。
手机电磁兼容测试标准不同制式的手机电磁兼容测试时,选择不同的行业标准,依据的基础标准相同,见下表1。
表1手机电磁兼容测试标准对于手机电磁兼容测试,下面是对于易出现问题项目的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验进行的描述。
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验问题及解决方法1.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的具体情况电快速瞬变脉冲群产生的原理:当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的瞬态骚扰。
当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。
这种瞬态骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。
该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。
试验脉冲的特点是:瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。
该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。
一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电,当结电容上的能量累积到一定程度,便会引起手机的误操作。
具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。
2.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的分析电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机,导致主板电路上有过大的噪声电压。
电快速瞬变脉冲群(EFT)测试故障解决措施
电快速脉冲群(EFT)测试故障解决措施(电源线、信号线)针对电源线试验的措施解决电源线干扰问题的主要方法是在电源线入口处安装电源线滤波器,阻止干扰进入设备。
快速脉冲通过电源线注入时,可以是差模方式注入,也可以是共模方式注入。
对差模方式注入的一般可以通过差模电容(X电容)和电感滤波器加以吸收。
若注入到电源线上的电压是共模电压,滤波器必须能对这种共模电压起到抑制作用才能使受试设备顺利通过试验。
下面是用滤波器抑制电源线上的电快速脉冲的方法。
(1) 设备的机箱是金属的:这种情况是最容易的。
因为机箱是金属的,它与地线面之间有较大的杂散电容,能够为共模电流提供比较固定的通路。
这时,只要在电源线的入口处安装一只含有共模滤波电容的电源线滤波器,共模滤波电容就能将干扰旁路掉,使其回到干扰源。
由于电源线滤波器中的共模滤波电容受到漏电流的限制,容量较小,因此对于干扰中较低的频率成分主要依靠共模电感抑制。
另外,由于设备与地线面之间的接地线具有较大的电感,对于高频干扰成分阻抗较大,因此设备接地与否对试验的结果一般没有什么影响。
除了选择高频性能良好的滤波器以外,在安装滤波器时,注意滤波器应靠近金属机箱上的电源入口处,防止电源线二次辐射造成的干扰。
(2) 设备机箱是非金属的:如果设备的机箱是非金属的,必须在机箱底部加一块金属板,供滤波器中的共模滤波电容接地。
这时的共模干扰电流通路通过金属板与地线面之间的杂散电容形成通路。
如果设备的尺寸较小,意味着金属板尺寸也较小,这时金属板与地线面之间的电容量较小,不能起到较好的旁路作用。
在这种情况下,主要靠电感发挥作用。
此时,需要采用各种措施提高电感高频特性,必要时可用多个电感串联。
针对信号线试验应采取的措施快速脉冲通过信号/控制线注入时,由于是采用容性耦合夹注入,属共模注入方式。
(1) 信号电缆屏蔽:从试验方法可知,干扰脉冲耦合进信号电缆的方式为电容性耦合。
消除电容性耦合的方法是将电缆屏蔽起来,并且接地。
电快速瞬变脉冲群的抑制措施
电快速瞬变脉冲群的抑制措施电路中,机械开关对电感性负载的切换,通常会对同一电路的其他电气和电子设备产生干扰。
这类干扰的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。
电快速瞬变脉冲群的起因及后果实践中,因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少,但使设备产生误动作的情况经常可见,除非有合适的对策,否则较难通过。
电快速瞬变脉冲群试验目的进行电快速瞬变脉冲群试验的目的是要对电气和电子设备建立一个评价抗击电快速瞬变脉冲群的共同依据。
解决方法:电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,会在断开点处产生暂态骚扰。
这种暂态骚扰以脉冲群形式出现,如果电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隔多次重复出现。
这种暂态骚扰能量较小,一般不太可能够引起设备的损坏,但是由于其频谱分布宽,所以仍会对电子、电子设备的可靠工作产生影响。
脉冲群的特点:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。
实践中,因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少,但使设备产生的误动作的情况经常出现,除非有合适的对策,负责较难通过。
对于数字电路来说,脉冲群的抑制方法有以下几种(仅供参考):1),在电源端口处安装EMI滤波器,它能抑制电路或设备向外传播的电磁骚扰,也能抑制外来骚扰的侵入,安装时要注意将滤波器良好的接地。
2),安装带有屏蔽层的变压器,这种变压器对抑制脉冲骚扰有限的效果,对于低频段的骚扰也具有良好的抑制性能,安装时同样要注意接地问题。
3),对硬件采取措施,避免选用脉冲边沿触发的电路,采用门电路或选通脉冲触发技术,将使电路仅在脉冲骚扰和选通同时发生时才造成误动作,从而提供其骚扰能力。
对于模拟电路来说,脉冲群的抑制方法有下面几种(仅供参考):1),尽量使用平衡的电路,这样能减少对外界电磁场的耦合效应。
2),尽量选用大的工作电平,以减少高频解调效应。
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
径,并将放电电流有效地限制在此路径中。
(3)采用滤波方式,阻止幅射骚扰耦合到继电器及装置中。
一般滤波器应为分流电容或一系列电感,以及由以上两种滤波器的混合方式。
(4)通过印制线路板的设计来提高系统的静电放电抗扰度的能力,印制线路板上的印制线可以成为静电放电中产生电磁发射的天线。
为了降低这些天线的耦合作用,在设计印制线路板上的印制线时应尽可能的短,印制线包围的面积应尽可能的小。
在设计时,所有的元器件应均匀分布印制板的整个区域,以减小共模耦合。
使用多层印制线路板和栅格的走线方式也可以减小耦合,抑制共模辐射骚扰。
(5)对电缆进行屏蔽和滤波,防止电缆成为接收电磁骚扰的天线。
另一方面,特别是电缆与外壳相连时,电缆也应能提供一个低阻抗的通道。
(6)在继电器及装置的软件设计中增加对静电放电抑制措施,它对继电器及装置工作严重失常是有效的方法。
这些措施有“刷新”、“检查”并“恢复”等。
“刷新”过程涉及到周期性复位到休止状态,并刷新显示器和指示器状态。
“检查”过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否在完成某个功能。
如果这功能没有实现,一个“恢复”程序被激活。
电快速瞬变脉冲群-EFT原理及解决方法
摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高。
瞬态脉冲骚扰及抑制方法
瞬态脉冲骚扰及抑制方法1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高。
因此电容C上的电压也要越来越高。
当触点击穿所需要的电压越高时,电容充电的时间就越长,振荡波形的频率就越低。
2.2 主要的瞬态脉冲骚扰的产生及特点(1) 电快速瞬变脉冲群骚扰电快速瞬变脉冲群骚扰是由于电路中断开感性负载时产生的。
它的特点是骚扰信号不是单个脉冲,而是一连串的脉冲群。
一方面由于脉冲群可以在电路的输入端产生积累效应,使骚扰电平的幅度最终可能超过电路的噪声容限。
电快速瞬变脉冲群整改案例
电快速瞬变脉冲群整改案例
电快速瞬变脉冲群是指在极短的时间内出现的高能电磁脉冲,它可能对电子设备、通信设备、电力设备等造成严重的干扰甚至损毁。
下面是一种电快速瞬变脉冲群整改案例:
案例名称:电快速瞬变脉冲群整改
背景描述:
某工厂的生产线上,不时出现电子设备频繁失效或损坏的情况,并伴随着电网电压的瞬时波动。
经过调查和测量,发现这些设备的故障与电快速瞬变脉冲群有关。
为了保证生产线的正常运转,必须对电快速瞬变脉冲群进行整改。
整改措施:
1. 规范设备供电线路:
检查和规范设备供电线路的接地方式,确保接地电阻符合要求,并采取良好的接地措施,减少接地电阻的干扰。
2. 安装过压保护设备:
在电源进线处安装过压保护设备,能够限制和隔离电网的过电压干扰,防止电快速瞬变脉冲群进入设备。
3. 加装滤波器和隔离器:
在设备的电源线路上加装电压滤波器和隔离器,能够有效吸收和隔离电快速瞬变脉冲群,保护设备的正常运行。
4. 做好设备的屏蔽处理:
对于特别敏感的设备,可以采取屏蔽处理,使用屏蔽设备或屏蔽材料,阻止电快速瞬变脉冲群对设备的干扰。
5. 定期维护和检测:
建立定期的维护和检测机制,对设备进行定期的保养和检查,及时发现和排除潜在的问题,确保设备的正常运行。
效果评估:
经过整改措施的实施,该工厂的电子设备故障率显著降低,生产线的稳定性得到了有效的提升,大大减少了电快速瞬变脉冲群对设备的干
扰和损坏。
同时,通过定期维护和检测,能够及时发现和解决潜在问题,保持整体设备的正常运行状态。
抑制电快速瞬变脉冲干扰的设计方法分析研究
抑制电快速瞬变脉冲干扰的设计方法分析研究摘要文章根据作者多年工作经验,阐述了电快速瞬变脉冲群的基本概念、噪声源、耦合通道、试验等级、电快速瞬变脉冲群对设备造成影响的途径,在此基础上系统分析了抑制电快速瞬变脉冲干扰的八种典型设计方法,最后介绍了抑制电快速瞬变脉冲干扰的防护设计最优时间点。
关键词EFT;噪声源;耦合通道;影响途径;防护设计前言在电气线路中,尤其是电感性负载在接通或断开时,由于开关触点空气间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,会在断开点处产生瞬态电流突变,瞬态电流突变通过电路直接或间接耦合产生骚扰。
这种瞬态骚扰往往以脉冲群形式出现,其骚扰能量随瞬态电流而大小不等(通常较小),频谱分布较宽(与瞬态电流突变速率有关),容易对电子、电器设备的工作可靠性带来影响。
严重的可能导致用电器的性能下降或失灵。
电快速瞬变脉冲群试验,就是为了检验电子、电器设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。
“电快速瞬变脉冲群”的英文为:“Electrical Fast Transient/Burst”简称“EFT/B”。
应对EFT/B解决问题的原理、方法是:防止高频干扰脉冲进入被保护的电气线路,设置高频吸收、阻断回路,如电源滤波器、串接磁珠或并接高频特性电容器等。
1 电快速瞬变脉冲干扰特性1.1 电快速瞬变脉冲群噪声源电快速瞬变脉冲群的源特征是:脉冲上升时间短,重复率高和能量低,频谱分布较宽,脉冲成群出现。
1.2 耦合通道电快速瞬变脉冲群的传播路径有三个:一是线路直接耦合;二是线路间的容性耦合;三是空间辐射耦合。
1.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验等级1.4 电快速瞬变脉冲群干扰特性分析电快速瞬变脉冲群的干扰特性由三部分组成:一是脉冲群的幅度大小;二是脉冲上升时间;三是接收器的敏感度[1]。
2 电快速瞬变脉冲群对设备造成影响的途径2.1 电源线当单独对L或N线加干扰时(L-GND或N-GND),在L和N线间会存在差模电压;当同时对L和N线加干扰时(L+N-GND),存在共模电压;由于大部分电源的输入都是平衡的(无论是变压器输入,还是整流桥输入),因此实际共模干扰转化成差模电压的成分很少。
电快速脉冲群干扰特点及抑制方法
电快速脉冲群干扰特点及抑制方法摘要:本文通过理论和实验的方法,详细分析了电快速脉冲群干扰的特点及其抑制方法,以及风光高压变频器在此方面所做的努力和提升。
1引言EFT是电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的简称。
EFT试验的目的是验证由闪电、接地故障、电源开关动作、或电路中继电器等电感性负载动作而引起的瞬时扰动对整个控制回路中产生干扰时,控制箱(和PLC等器件)的抗干扰能力。
这类干扰的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。
所以有可能会因为某路电路中,机械开关对电感性负载的切换,对同一电路的其它电气和电子设备产生干扰,所以必须对本公司高压变频器做EFT试验。
2 EFT波形特点测量条件:接60dB衰减器,衰减器阻抗50Ω;示波器阻抗选50Ω。
脉冲群幅值1kV,以重复频率5kHz为例。
单个脉冲的波形,如下图1所示。
上升时间5ns±30%,脉宽50ns±30%图1注:示波器上看到的电压幅值=(干扰的幅值/60dB)*(50/(50+50))脉冲的重复频率(即两个脉冲之间的时间)5kHz时,如下图2所示。
图2脉冲群(75个脉冲组成一个脉冲群)宽度15ms,如下图3所示图3脉冲群周期300ms,如下图4所示。
图43 标准中规定的试验等级上面4个波形就是在1kV,5kHz等级2(红色字体表示的)下测量的EFT波形试验等级的含义:1级,具有良好保护的环境。
计算机机房可代表此类环境;2级,受保护的环境。
工厂和发电厂的控制室可代表此类环境;3级,典型工业环境。
发电厂和户外高压变电站的继电器房可代表此类环境;4级,严酷的工业环境。
为采取特别安装措施的电站或工作电压较高的开关设备可代表此类环境;4标准规定的实验框图图5耦合去耦网络分析:干扰的注入方式:EFT干扰信号是通过耦合去耦网络中的33nF的电容耦合到主电源线上面(而信号或控制电缆是通过电容耦合夹施加干扰,等效电容是100pF)。
eft电快速瞬变脉冲群整改措施
eft电快速瞬变脉冲群整改措施一、什么是EFT电快速瞬变脉冲群?EFT电快速瞬变脉冲群是指在电力系统中,由于电气设备的操作或故障引起的瞬时冲击,其特点是脉冲的上升时间和下降时间非常短暂,幅度较大,会对电力设备和系统造成一定的干扰和损害。
二、EFT电快速瞬变脉冲群的影响1. 对设备的影响:EFT电快速瞬变脉冲群会对电力设备的正常运行造成干扰,甚至引发设备故障,导致停机维修,给生产和运营带来不便。
2. 对系统的影响:EFT电快速瞬变脉冲群会在电力系统中传播,对其他设备和系统产生串扰,影响电力系统的稳定性和可靠性。
三、EFT电快速瞬变脉冲群整改措施为了减少EFT电快速瞬变脉冲群对电力设备和系统的影响,需要采取以下整改措施:1. 设备技术改造:a. 优化电源设计:合理设计电力设备的电源系统,采用滤波器、隔离器等措施,减少EFT电快速瞬变脉冲群的传播和影响范围。
b. 提高设备的抗干扰能力:对电力设备进行抗干扰设计和改造,提高设备对EFT电快速瞬变脉冲群的抵抗能力,降低故障发生的可能性。
2. 系统管理措施:a. 加强设备维护:定期对电力设备进行维护和检修,及时发现和修复潜在的问题,减少设备故障的可能性。
b. 增强系统监测能力:建立完善的电力系统监测体系,实时监测和记录EFT电快速瞬变脉冲群的发生情况,及时采取应对措施,降低故障的影响。
3. 人员培训和规范操作:a. 加强人员培训:提高操作人员对EFT电快速瞬变脉冲群的认识和了解,培养其应对和处理EFT电快速瞬变脉冲群的能力。
b. 规范操作流程:制定和执行规范的操作流程和工作指导书,减少人为因素引起的EFT电快速瞬变脉冲群,确保设备和系统的安全运行。
四、EFT电快速瞬变脉冲群整改的意义通过采取上述整改措施,可以有效减少EFT电快速瞬变脉冲群对电力设备和系统的影响,提高电力设备的可靠性和稳定性,减少故障发生的可能性,保障电力系统的正常运行。
总结:EFT电快速瞬变脉冲群作为电力系统中常见的干扰源,对设备和系统运行带来一定的影响。
抑制电快速瞬变脉冲群方法
抑制电快速瞬变脉冲群方法嘿,咱今儿就来聊聊这抑制电快速瞬变脉冲群的事儿!你说这电快速瞬变脉冲群啊,就像一群调皮捣蛋的小精灵,时不时就出来捣乱一下。
咱先得搞清楚这些小精灵是咋来的呀。
有时候是电网里的一些波动啦,或者是其他电器设备突然启动或关闭产生的。
它们一旦出现,可不得了,会影响咱各种电子设备的正常运行呢,就好像你正好好走路呢,突然有人伸脚绊你一下,那能好受嘛!那怎么对付这些小精灵呢?这就有好多招儿啦!就好比咱打怪兽,得有各种各样的武器。
比如说,咱可以给设备装上滤波器呀。
这滤波器就像是一个厉害的守门员,能把那些不友好的脉冲给挡在门外,只让好的电流通过。
就像你家大门,把坏人挡在外面,让好人进来。
还有呢,就是做好屏蔽措施。
这屏蔽就好像给设备穿上了一层厚厚的铠甲,让那些脉冲群无从下手,没办法捣乱。
你想想,要是有个坏人想打你,你穿着厚厚的盔甲,他能轻易伤到你吗?另外啊,接地也很重要哦!把设备好好地接到地上,就像是给它找了个安稳的家,那些脉冲来了也能顺着这个“家”溜走啦,不会在设备里捣乱啦。
再者,合理布线也能起到大作用呢!把那些线布置得整整齐齐的,就像给它们排好队,让电流乖乖地按照规定的路线走,而不是乱跑乱撞。
这就好比一群人,如果乱哄哄地走,肯定容易出事儿,但要是排好队走,不就秩序井然啦。
咱在平时使用电子设备的时候,也得注意一些小细节呀。
比如说,别老是频繁地开关一些大电器,这样也能减少脉冲群出现的概率呢。
就好像你别老是去逗弄一只小狗,不然它急了可能就咬你一口。
总之呢,要抑制电快速瞬变脉冲群,咱就得从多个方面下手,既要做好预防措施,又要注意日常使用习惯。
这可不是一件简单的事儿,但只要咱上心,肯定能把这些小精灵给治得服服帖帖的。
不然,等它们闹起来,那可真让人头疼呢!咱可不能让它们得逞,对吧?所以,大家都要重视起来,让我们的电子设备能稳稳当当、安安全全地运行呀!。
快速脉冲群抑制电路
快速脉冲群抑制电路
快速脉冲群抑制电路是一种用于抑制输入信号中的快速脉冲群的电路。
其原理是通过控制信号的延迟和加权,使得快速脉冲群被抑制或过滤掉,从而达到去除或减弱快速脉冲群的目的。
快速脉冲群抑制电路的具体实现方式可以有多种,常用的一种是使用延迟线和加权电路。
延迟线用于延迟输入信号,从而使得快速脉冲群之间的时间间隔增大,使得后面的加权电路能够更好地处理这些快速脉冲群。
加权电路通常会根据需要对延迟后的信号进行加权处理,以减弱或去除快速脉冲群。
加权电路可以采用滤波器、陷波器或其他类型的滤波电路来实现,具体的设计取决于所要抑制的快速脉冲群的特点和要求。
除了延迟线和加权电路外,快速脉冲群抑制电路还可能包括其他辅助电路,比如比较器、放大器等,以实现更精确的抑制效果。
总的来说,快速脉冲群抑制电路作为一种去除或减弱快速脉冲群的电路,可以在很多应用中起到重要的作用,比如在通信系统中抑制串扰信号,或在测量和控制系统中去除干扰等。
具体的设计和实现方式需要根据具体的应用需求进行调整和优化。
快速脉冲群抑制电路
快速脉冲群抑制电路
快速脉冲群抑制电路是一种用于抑制脉冲干扰的电路。
脉冲干扰指的
是在信号传输过程中出现的突然产生并持续一段时间的高幅度短脉冲
信号。
这些脉冲干扰可能来自于外部环境,也可能是由于设备内部的
干扰源所引起。
快速脉冲群抑制电路通常由三部分组成:滤波器、比较器和控制电路。
滤波器用于滤除高频噪声和脉冲干扰,保留需要的信号。
比较器用于
检测滤波后的信号是否超过了一个预设的阈值。
如果超过了阈值,比
较器会发出一个控制信号。
控制电路接收到这个信号后,会对信号进
行处理,以实现对脉冲干扰的抑制。
快速脉冲群抑制电路的工作原理如下:首先,滤波器会对输入信号进
行滤波,将高频噪声和脉冲干扰滤除。
然后,比较器会检测滤波后的
信号是否超过阈值。
如果超过了阈值,比较器会发出一个控制信号。
控制电路会对信号进行处理,例如改变增益、调整滤波器参数等,以
实现对脉冲干扰的抑制。
最后,输出信号经过处理后的控制电路进行
输出。
快速脉冲群抑制电路在通信、无线电等领域中有着广泛的应用,可以
有效地抑制脉冲干扰对信号传输带来的影响,提高传输质量和可靠性。
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电快速瞬变脉冲群(EFT)抑制方法
一、电快速瞬变脉冲群特点
电快速瞬变脉冲群EFT是电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰,是由继电器、接触器、电动机、变压器等电感器件产生的,是时间很短但幅度很大的电磁干扰,是一连串的脉冲,可以在电路输入端产生累计效应,使干扰电平的幅度最终超过电路的噪声门限,对电路形成干扰。
电快速瞬变脉冲群由大量脉冲组成,具有如下特点:
1)幅值在100V至数千伏;
2)脉冲频率在1kHz至1MHz;
3)单个脉冲的上升沿在纳秒级,脉冲持续时间在几十纳秒至数毫秒;
4)EFT所形成的骚扰信号频谱分补非常宽,数字电路对它比较敏感,易受到干扰。
相关标准:
GB/T 17626.4-2008《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
二、电快速瞬变脉冲群常见抑制方法
1) 减小PCB接地线公共阻抗:增加PCB接地导线的面积,减小电感量成分;
2) 加接EFT电感瞬态干扰抑制网络:在电感元件上并接压敏电阻、阻容电路、二极管、TVS 管、背靠连接的稳压二极管等;
3) 电源或信号干扰源输入口,使用滤波器或吸收器等滤波元器件,选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好;
4) 电子元器件选择时,选用性能可靠的关键器件;最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验,质量可靠的元器件选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力;
4) PCB布局时,将干扰源远离敏感电路;
5) PCB布线时注意线缆的隔离,强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离,各类走线要尽量短,
6) 正确使用接地技术,减小环路面积;
7) 安装瞬态干扰吸收器;
8) 软件设计时,考虑避免干扰对系统的影响,软件上应正确检测和处理告警信息,及时恢复产品的状态;
9) I/O信号进出由完全隔离的变压器或光耦连接,更好的实现隔离;
10) 使用高阻抗的共模或差模电感滤波器
11) 使用铁氧体磁环;
12) 在PCB层电源输入位置要做好滤波,通常采用的是大小电容组合,根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号;
13) 组装生产环节中应严把质量关,做好生产工艺流程控制,尽量保证产品质量的一致性,减少因个别产品质量问题带来的测试不合格现象;
三、PCB抗干扰设计
1、电源电路抗干扰设计
1) 变压器及稳压模块应就近安装在交流电源进入系统的地方;
2) 强电输送线绝不能在系统内乱布;
3) 电源供电线应尽量短,板间连接线使用双绞线;
4) 交流输入、功率继电器、电源滤波器、电源变压器等干扰源电路应与系统稳压后的5V、3.3V等布线严格分开并进行有效隔离;
5) 稳压电源输出并接电解电容及0.01uF左右陶瓷电容和二极管;
2、PCB布局抗干扰设计
1) 主控部分和外围设备按各自体系要有明显界限,不能混装,即使系统只有一块印制板,也要分模块设计,模块间做好隔离;
2) 大功率低速电路、模拟电路和数字电路应分开布局,大功率器件应与小信号电路分开,如功率继电器要与主控模块及弱点驱动模块隔离,使相互间的信号耦合最小;
3) 各部件之间引线要尽量短,噪声敏感器件尽量缩短连接的信号线;
4) 发热量大的器件如电源芯片、单片机、RAM等应尽量安排在不影响敏感电路的地方及通风冷却较好的地方,电路板竖直放置时,发热量大的器件应放置在最上边。
5) 晶振与CPU时钟输入端,要相互靠近;
6) 易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路,如果有可能,应分开做印制电路板;
7) 尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰;易受干扰的元器件不能相互靠得太近,输入和输出元器件应尽量远离;
8) 按功能模块对电路板进行分区,把有干扰的电源、接地层和其它功能区与无干扰的或静态的区域分开;每个功能模块分区元器件放置应相互靠近,布线长度最短;
9) DC/DC模块、开关元器件和整流器应尽可能靠近变压器放置;
10) 电磁干扰滤波器要尽可能靠近电磁干扰源,并放在同一块电路板上;
11) 调压元器件和滤波电容器应尽可能靠近整流二极管放置;
12) 印制电路板按频率和电流开关特性分区,噪声元器件和非噪声元器件距离尽量远;
13) 对噪声敏感的布线不要与大电流和高速开关线平行;
14) 连接器、接插件应布置在电路板一侧,尽量避免从两侧引出电缆,减少共模辐射;3、PCB布线抗干扰设计
1)电路板的层数根据系统电源网络、强弱信号网络等因素来确定;在电路板层数允许的情况下,可设置独立的电源层和地层;
2)数字电路和模拟电路要分开接地;数字电路的地可构成闭环以提高抗干扰性能,地平面一般做接地处理,并作为基本电平参考点,地平面屏蔽效果优于电源平面。
3)元器件布局后,先布地线、电源线、然后布高速信号线;数字电路地线采用网格结构
4)电源线应尽量靠近地线,减小差模辐射的环路面积,有利于减小电路间干扰;
5)时钟线与信号线之间用地线隔离,关键信号线之间用地线隔离,减小环路面积,可有效地抑制相邻新号线路之间的耦合;
6)避免印制电路板导线的不连续性,布线宽度不要突变,防止导线阻抗突变引发信号反射和驻波,布线不要突然拐角,避免直角和锐角布线;
7)电源线和地线要尽量宽、短、直,以减小阻抗;
8)时钟信号发生器电路应尽量靠近使用时钟的器件,时钟线要尽量短,晶振外壳要接地,石英晶体及对噪声敏感器件下面不要走线,用地线把时钟区圈起来;
9)电源线和地线加接去耦电容,尽量加宽电源导线宽度,采用大面积接地;电源输入端跨接100uF左右的电解电容,每个IC处布置一个0.01uF的瓷片电容。
去耦电容值的选区可按C=1/f 计算,及10MHz取0.1uF,单片机系统一般取0.01uF—0.1uF;
10)印制板中的接触器、继电器、按钮等元器件,操作时易产生火花放电,采用RC回路来吸收放电电流,一般R取值1—2K,C取值2.2—4.7uF;
11)单片机等芯片CMOS电路输入阻抗很高,且易受静电感应,对不用的端口通过电阻接地或接正电源;
12)高速信号布线的过孔孔径尽量小,高速并行线每根信号线的过孔数尽量保持相同;
13)避免有过长的平行信号线,顶层和底层的布线相互垂直;
14)数字地与模拟地要完全分开,单点共地;
15)光耦隔离处把原、副彻底隔离开;
16)变压器、开关电源,高频器件下面尽量不要走线;。