EN 61000-4-4:2013电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

EN 61000-4-4:2013 是欧盟关于电磁兼容性(EMC) 中电快速瞬变脉冲群(EFT/Burst)抗扰度测试的基础标准。它规定了设备对由小型感性负载切换(如继电器、接触器)引起的重复性快速瞬变骚扰的抗扰度测试方法、测试等级和性能判据。

以下是该标准的详细解读:

1. EN 61000-4-4:2013标准基本信息

• 标准全称:Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test 

• 版本:EN 61000-4-4:2013 (等同于IEC 61000-4-4:2012) 

• 适用范围:适用于在居住、商业和工业环境中工作的电气和电子设备,评估其对电快速瞬变脉冲群干扰的抗扰性能。

• 法律地位:是欧盟EMC指令(2014/30/EU)下的协调标准,用于证明产品符合CE标记的电磁兼容性要求。

2. EN 61000-4-4:2013核心测试目的

该标准旨在评估设备在遭受电快速瞬变脉冲群干扰时的抗扰度。这种干扰主要模拟感性负载断开时产生的瞬态(如继电器、接触器、电机等开关操作产生的电弧火花),通过电源线、信号线、控制线和接地线耦合到设备中。测试确保设备在此类高频、高重复率的脉冲群干扰下能正常工作或不出现性能下降。

3. EN 61000-4-4:2013主要测试要求

测试波形与特性

标准规定了非常具体的脉冲波形特性 :

• 单个脉冲的上升时间(10%~90%):5 ns ± 30%

• 单个脉冲的持续时间(50%幅值处):50 ns ± 30%

• 脉冲重复频率:5 kHz 或 2.5 kHz(取决于测试等级和电压)

• 脉冲群的持续时间:15 ms

• 脉冲群的重复周期:300 ms

• 发生器开路输出电压(峰值):0.25 kV 至 4 kV

• 发生器动态输出阻抗:50 Ω ± 20%

• 输出脉冲极性:正极性或负极性

• 与电源的关系:异步

测试严酷度等级

测试等级根据设备的预期使用环境来选择,以电压峰值(kV)表示 :

*注:具体的测试等级要求需参考相应的产品标准或通用标准(如EN 61000-6系列)。*

测试设备与耦合方式

• 脉冲群发生器:能产生标准要求的快速瞬变脉冲波形。

• 耦合/去耦网络(CDN):用于将脉冲群能量耦合到电源线上,同时对辅助设备(AE)进行去耦 。

• 电容耦合夹:用于将脉冲群能量耦合到信号线、控制线和数据线上,而无需与线路电气连接,适用于电缆束 。

• 测试布置:测试应在参考接地平面上进行,这是必须的,因为EFT/Burst是高频测试,否则测量值会不准确 。被测设备(EUT)应通过绝缘支座与接地平面隔离。

测试端口与过程

• 测试端口:包括电源端口、保护接地端子、信号和控制端口。

• 测试过程:

• 对选定的端口依次施加正极性和负极性脉冲群。

• 对电源端测试时,标准提到基础标准要求每个极性至少持续1分钟 。但需注意,产品标准(Product Standard)可能会修改此时间(例如延长至2分钟)。

• 使用耦合夹对I/O线缆测试时,应确保耦合夹与EUT之间的电缆长度≤1m,耦合夹与辅助设备之间的电缆长度应足够长(如≥5m)以达到去耦目的 。

4. EN 61000-4-4:2013性能判据

测试后,设备的功能性能应根据其产品标准或技术规范中定义的性能判据进行评定。EN 61000-4-4本身不定义通过/失败标准,但提供了通用的评估指南:

• 性能判据 A:在制造商规定的限值内性能正常。

• 性能判据 B:功能或性能暂时丧失或降级,但能自行恢复,无需操作者干预。

• 性能判据 C:功能或性能暂时丧失或降级,但需操作者干预(如重启系统)才能恢复。

• 性能判据 D:因硬件、软件损坏或数据丢失而导致不可恢复的功能丧失或性能降级。判据D通常意味着测试失败。

制造商的规范应明确界定在测试期间和之后什么是可接受的性能。

5. EN 61000-4-4:2013适用产品与领域

该标准适用于几乎所有电子电气设备,常见于 :

• 工业自动化设备:如PLC、变频器、传感器。

• 信息技术设备:如电脑、服务器、路由器。

• 家用电器:如冰箱、洗衣机、空调。

• 照明设备:如LED驱动、智能照明控制器。

• 医疗设备:(需结合专用标准)。

• 建筑自动化系统。

6. EN 61000-4-4:2013重要注意事项

• 与其他标准的关系:

• 本标准是基础标准,规定了通用的测试方法。产品的具体抗扰度要求(测试等级、性能判据、适用端口)必须在相应的产品族标准(如EN 55014-2 for家电,EN 61000-6-1/2 for通用环境)或产品标准中规定 。

• 它与国际标准 IEC 61000-4-4:2012 技术内容完全相同 。

• 它对应于中国国家标准 GB/T 17626.4。

• 版本有效性:EN 61000-4-4:2013是当前有效的版本 。

• 测试的关键点:

• 必须使用金属参考接地板,否则高频测试结果会不准确 。

• 注意产品标准的要求:产品标准可能对基础标准的测试方法有补充或修改(如耦合方式、测试时间),务必以产品标准为准 。

7. EN 61000-4-4:2013为何它重要?

• 可靠性保障:确保电子设备在现实世界中常见的开关操作产生的脉冲群干扰下不误动作或性能下降,提升产品可靠性和稳定性。

• 市场准入:是产品获得CE标志、进入欧盟市场的强制性要求之一(符合EMC指令)。

• 产品质量证明:通过此测试表明产品具有良好的抗脉冲群干扰设计。

EN 61000-4-4:2013总结

EN 61000-4-4:2013 为评估电子电气设备对电快速瞬变脉冲群干扰的抗扰度提供了标准化和可重复的测试方法。它对于确保在工业、商业和居住环境中使用的设备的可靠性和稳定性至关重要。

对于制造商而言,应:

1. 明确要求:首先查阅产品的专属标准,以确定其必须满足的EFT/B抗扰度等级、性能判据以及需要测试的端口。

2. 早期设计:在产品开发阶段就考虑EFT/B防护设计(如使用滤波、屏蔽、瞬态抑制器件等)。

3. 选择合格实验室:在具有相应资质(如ISO/IEC 17025认可)和经验的测试实验室进行认证测试,并确保其测试配置(尤其是接地参考板)符合标准要求。

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