IEC 61000-4-4:2012 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

一、IEC 61000-4-4:2012 标准基本信息

• 标准名称: 电磁兼容性(EMC) - 第4-4部分:试验和测量技术 - 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

• 标准号: IEC 61000-4-4:2012

• 发布机构: 国际电工委员会

• 发布日期: 2012年

• 实施状态: 现行有效

• 标准性质: 国际标准

• 标准类型: 基础抗扰度测试方法标准

二、IEC 61000-4-4:2012 适用范围与关键内容

• 适用范围:

• 本标准适用于对电快速瞬变脉冲群 敏感的电气和电子设备。

• 它适用于设备的电源端口、信号端口、控制端口和接地端口。

• 关键内容概述:

• 本标准是一个具体的测试方法标准。其核心目的是统一电快速瞬变脉冲群的试验方法。

• 它模拟的是由小感性负载(如继电器、接触器)切换时产生的瞬态骚扰。这种骚扰具有频率高、上升时间快、重复频率高、能量较低的特点,虽不会立即损坏设备,但极易导致设备出现软错误,如程序跑飞、数据错误、重启等。

三、IEC 61000-4-4:2012 配套与引用标准

• 上级标准:

• IEC 61000-6-1 (居住、商业和轻工业环境抗扰度)

• IEC 61000-6-2 (工业环境抗扰度)

• IEC 61326-1 (测量、控制和实验室设备EMC)

• IEC 60601-1-2 (医用电气设备EMC)

• 本标准被几乎所有包含端口抗扰度要求的通用标准和产品标准所引用,是EMC抗扰度测试的基石之一,例如:

• 引用标准:

• 可能引用到其他相关的校准和测量标准。

四、IEC 61000-4-4:2012 主要技术内容与试验方法

1. 脉冲波形:

• 上升时间: 5 ns(允许偏差±30%)

• 脉冲持续时间(半峰值): 50 ns(允许偏差±30%)

• 标准严格定义了快速瞬变脉冲的波形:

2. 脉冲群特性:

• 单个脉冲以脉冲群 的形式出现。

• 脉冲群持续时间: 15 ms

• 脉冲群周期: 300 ms

• 脉冲重复频率: 5 kHz 或 100 kHz(根据试验等级和端口类型选择)

3. 耦合方式:

• 电源端口: 通过耦合/去耦网络 将脉冲耦合到相线、中线与安全地之间。

• 信号/控制端口(长度超过3米): 使用容性耦合夹 将脉冲耦合到线缆上。

4. 试验等级:

• 1级: 保护良好的环境

• 2级: 受保护的环境(如控制室)

• 3级: 典型的工业环境

• 4级: 严酷的工业环境

• 试验等级以脉冲峰值电压表示,单位为千伏(kV)。标准规定了不同的严酷等级,例如:

• 具体应采用的等级由产品的通用标准或专用产品标准规定。电源端口的等级通常高于信号端口。

五、IEC 61000-4-4:2012 重要性及应用

• 重要性:

• 模拟最常见的工业干扰: 继电器、接触器等感性负载的通断在工业环境中无处不在,因此EFT是设备在实际应用中最可能遭遇的干扰之一。

• 暴露数字电路的弱点: 这种快速、重复的瞬态骚扰极易通过传导或辐射耦合到设备的数字电路中,导致微处理器、存储器等出现逻辑错误,是检验设备软件稳定性和硬件滤波设计的“试金石”。

• 保障系统可靠性: 防止因短暂的脉冲干扰导致整个控制系统误动作或停机。

• 应用场景:

• 几乎所有类型的电气电子设备,尤其是在工业环境、楼宇自动化中使用的设备。

• PLC、驱动器、传感器、电源、医疗设备、家电、汽车电子等。

六、IEC 61000-4-4:2012 实施中的注意事项

1. 性能判据: 本标准不规定性能判据。判据由产品的上级EMC标准定义(通常为A:性能正常;B:性能暂时降低或功能丧失,但可自行恢复;C:功能丧失,需人为干预才能恢复)。

2. 测试的全面性: 需要对设备的所有适用端口进行测试,并且对每个端口要在正、负两种极性下进行。

3. 测试持续时间: 每个测试点(如某一端口的某一极性)的测试时间不应少于1分钟。

4. 与浪涌试验的区别: EFT是低能量、高重复频率的骚扰,主要引起软件和逻辑错误。而浪涌是高能量、低重复频率的骚扰,主要导致硬件损坏。两者性质完全不同,是互补的测试。

七、IEC 61000-4-4:2012 总结

IEC 61000-4-4:2012 是评估电气电子设备对电快速瞬变脉冲群抗扰度的权威测试方法标准。它通过模拟现实中最为频繁发生的开关瞬态干扰,专门检验设备数字系统的稳健性和抗干扰能力。该标准是EMC抗扰度测试中最基本、最关键的项目之一,对于确保设备在真实的电磁环境中不出现“莫名其妙”的死机或重启现象至关重要。符合该标准的要求是产品通过绝大多数EMC认证(如CE标志)的强制性项目。

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