電快速瞬變脈沖群試驗失敗原因分析

1、從干擾施加方式分析

對電源線通過耦合/去耦網絡施加EFT干擾時，信號發生器輸出的一端通過33nF的電容注入到被測電源線上，另外一端通過耦合單元的接地端子與大地相連；對信號/控制線通過容性耦合夾施加EFT干擾時，信號發生器輸出通過耦合板與受試電纜之間的分布電容進入受試電纜，而受試電纜所接收到的脈沖是相對接地板而言的。這兩種干擾注入方式都是對大地的共模注入方式。因此，所有的差模抑制方法對此類干擾無能為力。

2、從干擾傳輸方式分析

脈沖群的單個脈沖波形前沿tr達到5ns，脈寬達到50ns，這就注定了脈沖群干擾具有極其豐富的諧波成分。幅度較大的諧波頻率至少可以達到1/πtr，亦即可以達到64MHz左右，相應的波長為5m。

對于一根載有60MHz以上頻率的電源線來說，如果長度為1M，由于導線長度已經可以和信號的波長可比，不能再以普通傳輸線來考慮，信號在線上的傳輸過程中，部分依然可以通過傳輸線進入受試設備（傳導發射），部分要從線上逸出，成為輻射信號進入受試設備（輻射發射）。因此，受試設備受到的干擾實際上就是傳導與輻射的結合。很明顯，傳導和輻射的比例和電源線長度相關，線路越短，傳導成分越多，而輻射比例越小；反之輻射比例就大。單純對EFT干擾施加端口采取傳導干擾抑制（例如加濾波器）方式無法克服此類干擾的影響。

3、根據EFT干擾造成設備失效的機理分析

單個脈沖的能量較小，不會對設備造成故障。但由于EFT是持續一段時間的單極性脈沖串，它對設備線路結電容充電，經過累積，最后達到并超過IC芯片的抗擾度電平，將引起數字系統的位錯、系統復位、內存錯誤以及死機等現象。因此，線路出錯會有個時間過程，而且會有一定偶然性和隨機性。而且很難判斷究竟是分別施加脈沖還是一起施加脈沖設備更容易失效。也很難下結論設備對于正向脈沖和負向脈沖哪個更為敏感。測試結果與設備線纜布置、設備運行狀態和脈沖參數、脈沖施加的組合等都有極大的相關性。而不能簡單認為在EFT抗擾度試驗中受試設備有一個門檻電平，干擾低于這個電平，設備工作正常；干擾高于這個電平，設備就失效。正是這種偶然性和隨機性給EFT對策的方式和對策部位的選擇增加了難度。同時，大多數電路為了抵抗瞬態干擾，在輸入端安裝了積分電路，這種電路對單個脈沖具有很好的抑制作用，但是對于一串脈沖則不能有效抑制。IEC61000-4-4新版標準在單組脈沖群注入受試設備的脈沖總量沒變（仍為75個）的情況下，將脈沖重復頻率從5kHz提高到100kHz，單位時間內的脈沖密集程度大大增加了。單位時間內的脈沖個數越多，對結電容的電荷積累也越快，越容易達到線路出錯的閾限。因此，新的標準把脈沖重復頻率提高，其本質上也是將試驗的嚴酷程度提高。這樣能通過舊標準EFT測試的產品，在按照新標準進行測試時未必能通過。

4、從EFT干擾的幅度分析

與其它瞬態脈沖一樣，EFT抗擾度測試時施加在被測線纜上的EFT脈沖幅度從幾百伏到數千伏。對付此類高壓大能量脈沖，僅依靠屏蔽、濾波和接地等普通電磁干擾抑制措施是遠遠不夠的。對此類脈沖應先使用專用的脈沖吸收電路將脈沖干擾的能量和幅度降低到較低水平再采取其他的電磁干擾抑制措施，這樣才能使被測設備有效抵抗此類干擾。

5、從EFT干擾傳輸途徑分析

如圖3所示，EFT干擾主要通過以下幾種途徑干擾被測設備的正常工作，包括：

a）EFT干擾通過耦合單元進入設備的電源線和控制信號線，在這些線纜上產生高達數千伏的共模脈沖噪聲并沿著這些線纜進入被測設備內部，當通過接口濾波器時干擾有所衰減，但依然有較高的干擾電壓進入設備內部電源和PCB電路，影響PCB的正常工作。

b）同時，注入到電源線或信號控制線上的EFT干擾會在傳導的過程中向空間輻射，這些輻射能量感應到鄰近的電纜上，通過這些電纜進入設備內部對電路形成干擾，當沒有對EUT所有連接電纜采取EFT防護措施時，較易出現這種現象。

c）注入到電源線或信號控制線上的EFT干擾進入設備內部后，直接通過空間輻射被PCB電路接收，對電路形成干擾。當PCB接口上有良好濾波措施，但傳輸線纜與電路距離較近時，容易出現這種現象。