4.4 浪涌冲击抗扰度测试常见问题对策及整改措施
4.4.1 浪涌冲击形成的机理
电磁兼容领域所指的浪涌冲击一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。
4.4.1.1 开关瞬态
系统开关瞬态与以下内容有关：
a）主电源系统切换骚扰，例如电容器组的切换；
b）配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化； c）与开关装置有关的谐振电路，如晶闸管；
d）各种系统故障，例如对设备组接地系统的短路和电弧故障。
4.4.1.2 雷击瞬态
雷电产生浪涌（冲击）电压的主要原理如下： a）直接雷击于外部电路（户外），注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生电压；
b）在建筑物内、外导体上产生感应电压和电流的间接雷击（即云层之间或云层中的雷击或击于附近物体的雷击，这种雷击产生的磁场）；c）附近直接对地放电地雷电入地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。 当保护装置动作时，电压和电流可能发生迅速变化，并可能耦合到内部电路。
4.4.2 浪涌冲击测试及相关要求
不同的电子、电气产品标准对浪涌（冲击）抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于浪涌（冲击）抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.5-1999 （idt IEC 61000-4-5:1995）：《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验》这一国家电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进行试验。下面就简要介绍一下该标准的内容、试验方法及相关要求。
4.4.2.1 适用范围
适用于电气和电子设备在规定的工作状态下工作时，对由开关或雷电作用所产生的有一定危害电平的浪涌（冲击）电压的反应。
该标准不对绝缘物耐高压的能力进行试验。该标准不考虑直击雷。
4.4.2.2 试验内容
对电气和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口在受到浪涌（冲击）干扰时的性能进行评定。
4.4.2.3 试验目的
评定设备在遭受到来自电力线和互连线上高能量浪涌（冲击）骚扰时产品的性能。
4.4.2.4 试验发生器
a）信号发生器的特性应尽可能地模拟开关瞬态和雷击瞬态现象；
b）如果干扰源与受试设备的端口在同一线路中，例如在电源网络中（直接耦合），那么信号发生器在受试设备的端口能够模拟一个低阻抗源；
c）如果干扰源与受试设备的端口不在同一线路中（间接耦合），那么信号发生器能够模拟一个高阻抗源。 对于不同场合使用的产品及产品的不同端口，由于相应的浪涌（冲击）瞬态波形，各不相同，因此对应的模拟信号发生器的参数也各不相同。
图17：浪涌（冲击）信号电压及电流波形
例如：对交流电源端口，通常采用的是1.2/50μs (8/20μs)组合波信号发生器；对电信端口，通常采用的是10/700μs的符合CCITT要求的试验信号发生器。浪涌（冲击）波形见图17所示。
4.4.2.5 试验方法
浪涌（冲击）测试一般应在线进行。
测试时，应根据不同的端口选择对应的波形发生器和相应的耦合/去耦单元，同时也应注意不同状态下的信号源内阻选择。
4.4.2.6 试验等级及其选择
表3：试验等级
试验等级应根据安装情况来选择。
对较高等级测试时，试验应满足该表所列的较低等级。
对具体的产品来说，试验等级选择往往已在相应的产品或产品族标准中加以规定。
4.4.2.7 试验环境
该标准规定的环境条件：
环境温度：15℃~35℃、相对湿度：10%~75%RH、大气压力：86kPa~106kPa 4.4.2.8 试验布置
图18、图19是交/直流电源端浪涌（冲击）差模和共模试验配置示意图。
图18：用于电源端浪涌（冲击）试验配置（差模方式）
图19：用于电源端浪涌（冲击）试验配置（共模方式）
4.4.2.9 试验实施
电源、信号和其他功能电量应在其额定的范围内使用，并处于正常的工作状态。
根据要进行试验的EUT的端口类型选择相应的试验试验波形发生器和耦合单元及相应的信号源内阻。
使受试设备处于典型工作条件下，根据受试设备端口及其组合，依次对各端口施加冲击电压，。 每种组合应针对不同脉冲极性进行测试，两次脉冲间隔时间不少于1min。
对电源端子进行浪涌测试时，应在交流电压波形的正、负峰值和过零点分别施加试验电压。 对电源线和信号线应分别在不同组合的共模和差模状态下施加脉冲冲击。 每种组合状态至少进行5次脉冲冲击。
若需满足较高等级的测试要求，也应同时进行较低等级的测试，只有两者同时满足，我们才认为测试通过。
不同的产品或产品族标准对试验的实施可能根据产品的特点有特定的规定。
4.4.2.10 试验结果
若电快速速变脉冲群测试通不过，可能产生如下后果： （1）引起接口电路器件的击穿损坏。 （2）造成设备的误动作。
4.4.3 导致浪涌冲击抗扰度试验失败的原因
浪涌脉冲的上升时间较长，脉宽较宽，不含有较高的频率成分，因此对电路的干扰以传导为主。主要体现在过高的差模电压幅度导致输入器件击穿损坏，或者过高的共模电压导致线路与地之间的绝缘层击穿。由于器件击穿后阻抗很低，浪涌发生器产生的很大的电流随之使器件过热发生损坏。
对于有较大平滑电容的整流电路，过电流使器件损坏也可能是首先发生的。例如，对开关电源的高压整流滤波电路而言，浪涌到来时，整流电路和平滑电容提供了很低的阻抗，浪涌发生器输出的很大的电流流过整流二极管，当整流二极管不能承受这个电流时，就发生过热而烧毁。随着电容的充电，电容上的电压也会达到很高，有可能导致电容击穿损坏。
