電快速瞬變脈衝群（EFT）抗擾度試驗、分析及其對策
近年來，隨著科學技術的飛速發展，人們在生產、生活中使用的電氣、dianzishebeiyeyuelaiyueguangfan。danyouyuzhexieshebeidedianzidianlujichengchengduyuelaiyuegao，gongzuopinduanyuelaiyuekuanfan，zaigongzuozhongjingchanghuiyouyihuowuyidechanshengyixieyouyonghuowuyongdediancinengliang。zhexienenglianghenkenenghuiganraodaoqitashebeidezhengchanggongzuo，dianciganraowentiyuelaiyuefuza，shidexuduojishurenyuanheguanlirenyuanyeyuelaiyuezhongshidiancijianrongshejiwenti。muqian，diancijianrongxingyijingchengweihengliangdianzi、電氣產品整體質量性能的一個重要指標。它不僅可以反映出設備本身的工作安全性和運行可靠性；而且還可判斷是否會對其他設備和係統的正常工作造成影響。我司為了提高產品的EFT抗幹擾水平早在十年前就引進了EFT發生器，用以提高公司產品的EFT抗幹擾水平。以下就談談大部分電子產品需要通過的EFT抗擾度試驗及其對策。
1. EFT幹擾機理及測試
1.1 幹擾機理：EFT是由電感性負載（如繼電器、接觸器產生的傳導幹擾、高壓開關切換產生的輻射幹擾等）在斷開或接通時，由於開關觸點間隙的擊穿或觸點彈跳等原因，在開關處產生一連串的暫態脈衝（脈衝群）騷擾。當感性負載多次重複通斷，則脈衝群又會以相應的時間間隙多次重複出現。產生此類脈衝的原因包括：小型感性負載切換、繼電器觸電跳動（傳導幹擾）；高壓開關裝置切換（輻射幹擾）。EFT的(de)特(te)點(dian)是(shi)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)快(kuai)，持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)短(duan)，能(neng)量(liang)低(di)，但(dan)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)重(zhong)複(fu)頻(pin)率(lv)。它(ta)一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)引(yin)起(qi)設(she)備(bei)的(de)損(sun)壞(huai)，但(dan)由(you)於(yu)其(qi)幹(gan)擾(rao)頻(pin)譜(pu)分(fen)布(bu)較(jiao)寬(kuan)，會(hui)對(dui)設(she)備(bei)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。其(qi)幹(gan)擾(rao)機(ji)理(li)為(wei)EFT對線路中半導體結電容單向連續充電累積，引起電路乃至設備的誤動作。
1.2 EFT測試及相關要求：
不同的電子、電氣產品標準對EFT抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標準關於EFT抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T 17626.4這一電磁兼容基礎標準，並按其中的試驗方法進行試驗。下麵就簡要介紹下該標準的內容。
1.2.1 適用對象及試驗目的
EFT抗擾度試驗適用於在住宅區、商業區、工業區使用的各類電子、電氣設備。
EFT抗擾度是一種將由許多快速瞬變脈衝組成的脈衝群耦合到電氣和電子設備的電源端口、信號和控製端口並觀察被測設備在遭受這些脈衝幹擾時對原有性能保持程度的一種測試。試驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類暫態騷擾影響時的性能。通過測試對電氣和電子設備在受到重複性快速瞬變脈衝群幹擾時的性能進行評定。
1.2.2 EFT試驗波形
電快速脈衝群是由間隔為300ms的連續脈衝串構成，每一個脈衝串持續15ms，由數個無極性的單個脈衝波形組成，單個脈衝的上升沿5ns，持續時間50ns，重複頻率5K。根據傅立葉變換算法，它的頻譜是從5K—100M的離散譜線，每根譜線的距離是脈衝的重複頻率。見圖1：
圖1
1.2.3 試驗等級及其選擇
以下表格（表1）列出了EFT試驗等級及分別針對供電電源端口、保護接地以及I/O信號、數據和控製端口對應的電壓峰值和重複頻率。
為了使公司產品在現場使用中有更佳的可靠性，本公司產品的試驗等級大多都選在3級以上；重複頻率5和100KHz（重複頻率增加100KHz使得測試標準比5KHz更嚴酷）。
1.2.3 試驗布置及實施
ceshishiyangpinchuyuzhengchanggongzuozhuangtai，genjuduankouleixingxuanzexiangyingdeshiyandengjiheouhefangshi。genjuduankouleixingxuanzexiangyingdeshiyandengjiheouhefangshi。genjuqiduankoujiqizuhe，yicishijiashiyandianya。
對電源端子選擇耦合/去耦網絡施加幹擾，耦合電容為33nF（公司使用的EFT發生器內部已含耦合/去耦網絡）。對I/O信號、數據和控製端口選擇專用容性耦合夾施加幹擾，等效耦合電容約為50~200pF。
對電源端口，應通過耦合/去耦網絡在每一根傳輸線及傳輸線各種組合與地之間施加EFT幹擾（注意：當受試設備隻有兩根電源進線（一根L，一根N），而er且qie不bu設she專zhuan門men接jie地di線xian時shi，受shou試shi設she備bei就jiu不bu能neng在zai試shi驗yan時shi單dan獨du再zai拉la一yi根gen接jie地di線xian。同tong理li三san芯xin電dian源yuan進jin線xian也ye不bu允yun許xu另ling外wai再zai設she接jie地di線xian，而er且qie受shou試shi設she備bei的de電dian氣qi接jie地di線xian必bi須xu經jing受shou抗kang擾rao度du試shi驗yan）。對信號控製端口，一般將連接電纜整體放入容性耦合夾進行測試。哪些端口需進行測試由產品或產品族標準規定。每種組合應在正、負兩種脈衝極性下分別進行，每種測試狀態持續時間不少於1min。不同的產品或產品族標準對試驗實施可根據產品的特點有特別的規定。
2、EFT 試驗失敗原因分析
2.1從幹擾施加方式分析
對電源線施加EFT幹擾時，信號發生器輸出的一端通過33nF的電容注入到被測線上，另一端通過耦合單元的接地端子與大地相連；對信號/控製線施加EFTganraoshi，xinhaofashengqishuchutongguoouhejiayushoushidianlanzhijiandefenbudianrongjinrushoushidianlan。zheliangzhongganraozhurudoushuyuduidadidegongmozhurufangshi，suoyoudechamoyizhifangfaduicileiganraowunengweili。
2.2從幹擾傳輸方式分析
EFT幹(gan)擾(rao)脈(mai)衝(chong)含(han)有(you)及(ji)其(qi)豐(feng)富(fu)的(de)高(gao)頻(pin)成(cheng)分(fen)，沿(yan)線(xian)纜(lan)傳(chuan)輸(shu)時(shi)，會(hui)有(you)一(yi)部(bu)分(fen)幹(gan)擾(rao)能(neng)量(liang)從(cong)線(xian)纜(lan)中(zhong)向(xiang)周(zhou)圍(wei)空(kong)間(jian)輻(fu)射(she)，從(cong)而(er)進(jin)入(ru)受(shou)試(shi)設(she)備(bei)，這(zhe)樣(yang)受(shou)試(shi)設(she)備(bei)最(zui)終(zhong)受(shou)到(dao)的(de)是(shi)傳(chuan)導(dao)和(he)輻(fu)射(she)的(de)複(fu)合(he)幹(gan)擾(rao)。因(yin)此(ci)單(dan)純(chun)對(dui)EFT幹擾施加端口采取傳導幹擾抑製（如：加濾波器）方式不能完全克服幹擾的影響。
2.3根據EFT幹擾造成設備失效的機理分析
EFTdangemaichongnengliangjiaoxiao，yibanbuhuiduishebeizaochengyingxiang。dantashichixuyiduanshijiandedanjixingmaichongchuan，huiduishebeibandaotijiedianrongchongdianchanshengleiji，zuihoudadaobingchaoguoxinpiankangraodudianpingshi，shenzhihuizaochengshuzixitongdeweicuo、複位、內存錯誤以及死機等現象。因此，線路出錯會有個時間過程，而且會有一定的偶然性和隨機性。測試結果與設備線纜布置、設備運行狀態和脈衝參數、脈mai衝chong施shi加jia的de組zu合he等deng都dou有you極ji大da的de相xiang關guan性xing。為wei了le抵di抗kang瞬shun態tai幹gan擾rao，大da多duo數shu電dian路lu都dou在zai輸shu入ru端duan安an裝zhuang積ji分fen電dian路lu，這zhe對dui單dan個ge脈mai衝chong具ju有you很hen好hao的de抑yi製zhi作zuo用yong，但dan是shi對dui脈mai衝chong串chuan則ze不bu能neng有you效xiao地di抑yi製zhi。
2.4從EFT幹擾傳輸途徑分析
如圖二所示，EFT幹擾主要通過以下幾種途徑幹擾被測設備:
a）EFT幹擾通過耦合單元進入設備電源線和控製信號線，並沿著這些線纜進入被測設備；雖然通過接口濾波器時有所衰減，但依然有較高的幹擾電壓進入設備內部，影響電路的正常工作。
b)線纜上的幹擾同時會在傳導過程中向空間輻射，被鄰近電纜接收並進入設備內部對電路形成幹擾，當沒有對EFT所有的連接電纜采取防護措施時，較易出現這種互擾現象。
c)線纜幹擾進入設備內部後，直接通過空間輻射被內部電路接收，對電路形成幹擾。當PCB接口上有濾波措施，但線纜與電路距離較近時，容易出現這種現象。
圖二
3.電子產品通過EFT試驗的一般對策
針對以上所列的失敗原因，我們可采取的對策包括：
a) 對直接傳導幹擾以共模抑製為主；）
b) 為抑製傳導和輻射兩種途徑的幹擾，除對端口進行濾波外，還需對敏感電路進行屏蔽；
c) 為了抑製密集單極性脈衝群，單純使用反射型電容、電感濾波會很快飽和，考慮到電源和信號傳遞采用RC類的吸收濾波器未必適用，較好的方式是利用高頻鐵氧體對高頻幹擾呈阻性，能直接吸收並轉化為熱能來吸收此類幹擾；
d) 選擇傳輸線濾波電路應覆蓋侵入的EFT幹擾的頻譜範圍；
e) 對EFT幹擾，若在幹擾通道先采用對地的脈衝吸收器來吸收大部分的脈衝電壓和能量，再配合吸收式共模濾波器，可起到事半功倍的效果；
f) 除對幹擾直接傳輸通道采取脈衝吸收和濾波，對空間輻射采取屏蔽和隔離等措施外，為防止EFT幹gan擾rao通tong過guo空kong間jian輻fu射she到dao其qi它ta端duan口kou線xian再zai從cong該gai線xian侵qin入ru敏min感gan設she備bei，應ying對dui幹gan擾rao端duan口kou線xian與yu其qi它ta端duan口kou線xian進jin行xing空kong間jian分fen割ge，並bing對dui其qi它ta端duan口kou也ye采cai取qu適shi當dang的de共gong模mo幹gan擾rao抑yi製zhi措cuo施shi。
總之，EFT幹擾廣泛存在於日常用電的環境中，而電子類產品中存在大量對EFT幹擾非常敏感的模擬和數字電路，因此，絕大多數電子產品的電磁兼容抗擾度測量項目都包括EFT抗擾度測試。與一般的抗擾度測試相比，EFT幹擾有較為獨特的地方，因此電子產品設計中除符合一般的電磁兼容抗擾度設計規則外，還需針對EFT幹擾特點，采取對應的對策措施。自從公司引進了EFT發生器後，研發人員對產品EFT測試時遇到的問題采取針對性的幹擾抑製，使公司產品的EFT抗幹擾能力和可靠性得到很大的提升。
