军标CS106难以通过的原因

 时间:2018-07-01 05:45:10 贡献者:jinkingke

导读:军标 CS106 难以通过的原因CS106 电源线尖峰信号传导敏感度测试, 相当于民标中的 Surge。 虽然叠加的电压才 400V,相对民标的差模 2KV,共模 4KV,可谓 小巫见大巫。但是根据我这次军用加固

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军标 CS106 难以通过的原因CS106 电源线尖峰信号传导敏感度测试, 相当于民标中的 Surge。

虽然叠加的电压才 400V,相对民标的差模 2KV,共模 4KV,可谓 小巫见大巫。

但是根据我这次军用加固机的 EMC 测试经验,感觉难 度较大: (1)CS106 的重复频率为 3~10pps(每秒),而浪涌至少 1 分钟每 次。

如果开关电源中有限流保护措拖,如自恢复保险丝,很容易加入 保护状态,导致输出掉电。

(2)信号源阻抗(带注入变压器)为 0.06 欧,而民标的为 2 欧 或 12 欧 (电源线共模注入) CS106 一般采用串联注入方式, 。

而民标, 为并联注入。

要顺利通过 CS106 测试: (1)开关电源中最好不要有自恢复保险丝; (2)压敏电阻的热积累严重,在 10pps 的冲击下,可能老化严 重与炸裂。

串联注入的电流很大,流入开关电源时,干扰很严重。

选用大容量的压敏电阻, 或多个并联使用将 CS106 电源线尖峰信 号的能量,就近泄放到大地中。

试验指出有些设备这一项目不易通过,CS106 的尖峰干扰信号是 直接注入到设备的电源线上, 干扰从电源线引入设备的方法有低频磁 场的空间耦合和线间耦合。

低频磁场的耦合可以通过把信号线对绞来 抵消干扰。

线间耦合与设备内部电缆布线有很大关系。

加装军用滤波 器和压敏电阻等抗扰试验措施,对尖峰的抑制有很好的效果。

压敏电 阻是电压敏感型器件,当加在压敏电阻两端的电压低于标称电压时, 它的电阻几乎是无穷大, 而稍为超额定电压值后, 电阻值便急剧下降。

压敏电阻对瞬变边电压的吸收作用是通过箝位方式实现的, 其结果是 对线路有危害的尖峰能量被涌敏电阻的阻抗所吸收。

这部分能量被转 换成热量。

只要压敏电阻有适当的功率额定值,将不会对压敏电阻和 被保护设备的损害。

选取压敏电阻时要注意它的耐压范围,还有响应 时间的问题,尖峰干扰信号的上升延非常陡,如果压敏电阻的响应时 间不够就没有起到作用,压敏电阻最好加在滤波器的前级。

设计良好的滤波器对电源线杀的差模干扰和共模干扰都有一直 作用, 但是可能因为安装不妥当而降低它对 EMI 信号的抑制能力。

下 图所示的三种情况是安装不妥当的示意图。

滤波器的输入端引入线和它的输出端引线之间存在有明显的电 磁耦合途径。

这样一来,从滤波器电源端注入的干扰信号会逃脱滤波 器对它的抑制, 它没有受到滤波器的衰减而直接耦合到滤波器另一端 去。

在捆扎设备电缆时, 把滤波器电源端和负载端的电线捆扎在一起, 更加剧了滤波器输入、输出端的电磁耦合,严重破坏滤波器和设备屏 蔽对 EMI 信号的抑制能力。

滤波器最好不要安装在 EUT 屏蔽机壳的 内部。

滤波器的外壳与系统地线之间有良好的电器连接,最好不要安 装在塑料板和其他绝缘材料上,也不要安装在金属托架上。

滤波必须 良好接地。

尽量避免使用过长的接地线,因为过长的接地线有明显的 接地电感和电阻,可能严重破坏滤波器的共模抑制能力。

应用金属螺 钉与星形弹簧垫圈把滤波器固定在出去油漆的设备金属机壳上。

这是 为了防止滤波器泄漏电流对人身的伤害, 也可大大提高设备的抗干扰 能力。

滤波器的安装应按下图推荐的方式。

这些安装方法的最大特点是 借助设备的屏蔽, EMI 滤波器的电源端和负载端隔离开来, 把 把电源

产生的辐射场排除在设备外部。

把滤波器输入和输出端可能存在的电 磁耦合控制到最低程度, 即能实现滤波器对 EMI 信号的抑制, 又不破 坏设备的屏蔽结构对 EMI 信号的控制。

不同型号滤波器对尖峰的滤除作用不尽相同。

目前国内生产的军用滤 波器对尖峰信号均有一定的抑制作用。

以下是军用滤波器对尖峰信号的滤波前后的波形。

注入的尖峰信号为 150V、5ms。

如下图。

滤波后,可以看出滤波器使尖峰波形的上升沿变缓,电压幅度得到抑 制,小于 10V。

压敏电阻,对付低频的浪涌或 CS106 尖峰信号,是不必考虑其反 应时间的。

一般的压敏电阻的响应时间低于 25ns,而民品的浪涌 (1.2us/50us),上升沿为 1.2us. 虽然浪涌或 CS106 信号经过压敏电阻后, 会有尖峰、 窄脉冲 (25ns 以下)的干扰,去流向后级电路, 但是其能量不大、 频率较高, 很容易被后给的共模电感、 电容、 X Y 电容滤掉。

对 5us 的 CS106 尖峰信号进行滤波,残压这么低,该款军用滤流 器,肯定有压敏电阻。

在实际产品中,是不希望使用压敏电阻的,如它运用在 AC220V 上,会经常出失效短路,甚至是火灾。

此外,集成的军用滤波器中,压敏电阻更换不容易。

CS101 和 CS106 这 2 项试验要求 EUT 在来自电源线的传导干扰信 号作用下能够正常工作,1 节中有关电源的隔离、滤波等措施在这里 同样适用。

不过一般来说, 传导敏感度测试比传导发射测试更难达标。

这是因为在传导发射测试时,被测信号是来自设备的,而设备依据其 功能和用途的不同,并不一定会有干扰向外传导发射,或者即使有的 话,传导发射出的干扰信号幅度和频率也不一定落在被测的范围内。

比如当被测设备内部只有低频小信号电路时, 传导发射类试验就较易 过关。

而在做传导敏感度试验时,干扰信号来自外部,EUT 必须在整 个频段内防御外来干扰。

对付这种干扰,单纯依靠电源滤波器是不够 的。

对低频段来说,要求的滤波电容容量很大,一般的电源滤波器不 能使用这么大的电容容量。

因为电源滤波器的滤波电容跨接在电源线 和接地平面之间, 过大的滤波电容会使旁路的干扰电流通过公共地线 耦合到同一接地平面的其他设备中去,反而会造成新的电磁干扰。

这 一点对于装载在舰船上的设备来讲尤为突出。

所以在 GJB151A.97 标准中,对电源输入端的接地滤波电容容量上限是有限制的,一般应 该小于 0.1μF。

 
 

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