IEC 61000-4-5认证浪涌解决方案
发布时间:2018/4/21 16:49:11 访问次数:1588
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adm2795e可提供完整的系统级解决方案,该方案符合iec 61000浪涌、eft和esd标准以及对传导、辐射和磁场干扰的抗扰度,这些干扰在工业环境中很常见。隔离鲁棒性和emc保护的集成大幅节省了印刷电路板(pcb)空间,以供通信端口接口使用。adm2795e还集成了全面的±42 v高压故障保护。http://weiyoudu.51dzw.com
对于数据通信线路,这些系统级标准将规定以下三种类型的高压瞬变的多个保护级别:
所有这些规范都定义了测试方法,用以评估电子和电气设备对指定现象的耐受性。下面概要说明各种测试。已根据这些iec emc规范全面测试了adm2795e,并认证其符合iec emc。
esd是指静电荷在不同电位的实体之间的突然传输,由靠近接触或电场感应引起。其特征是在短时间内产生高电流。iec 61000-4-2测试的主要目的是确定系统在工作过程中对系统外部esd事件的抗扰度。iec 61000-4-2介绍了使用两种耦合方法的测试,即接触放电和气隙放电。接触放电要求放电枪与受测单元直接接触。在气隙放电测试期间,放电枪的充电电极朝向受测单元移动,直到气隙上发生电弧放电。放电枪不与受测单元直接接触。气隙测试的结果和可重复性会受到多种因素的影响,包括湿度、温度、气压、距离和放电枪逼近受测单元的速率。气隙放电测试方法能够更好地反映实际esd事件,但可重复性不及接触放电测试。因此,接触放电是首选测试方法。
测试期间,数据端口须经受至少10次正极放电和10次负极放电,脉冲之间间隔最短为1秒。测试电压的选择取决于系统端环境。
执行测试时,iec esd枪连接至本地总线gnd2。针对gnd2测试时,adm2795e对iec 61000-4-2事件具有鲁棒性,通过了标准中认可的最高级别(4级),其定义的接触放电电压和气隙放电电压分别为±8 kv和±15 kv。
同样,执行测试时,iec esd枪连接至逻辑侧gnd1。针对gnd1的测试验证了adm2795e隔离栅的鲁棒性。隔离栅可承受的iec 61000-4-2 esd为±9 kv的接触放电电压和±8 kv的气隙放电电压。测试在收发器正常工作时执行,adm2795e时钟数据为2.5 mbps。表1和表4总结了经认证的测试结果。http://weiyoudu.51dzw.com
iec 61000-4-2标准中的8 kv接触放电电流波形与人体模型(hbm) esd 8 kv波形的对比。从图4中可以看出,两个标准规定的波形形状和峰值电流差异很大。与iec 61000-4-2 8 kv脉冲关联的峰值电流为30 a,相应的hbm esd峰值电流要小5倍多,为5.33a。另一差异为初始电压尖峰的上升时间,对于iec 61000-4-2 esd,上升时间为1 ns,相较于与hbm esd波形关联的10 ns时间要快得多。与iec esd波形关联的功率值显著大于hbm esd波形的相应值。与规定了多个hbm esd保护级别的其他rs-485收发器相比,具有iec 61000-4-2 esd额定值的adm2795e更适用于在恶劣环境中工作。
eft测试要求将数个极端快速的瞬变脉冲耦合到信号线上,以代表容性耦合到通信端口的外部开关电路的瞬态干扰,这种干扰可能包括继电器和开关触点抖动,以及切换感性或容性负载引起的瞬变,所有这些在工业环境中非常常见。ec 61000-4-4中定义的eft测试尝试模拟因为这些类型的事件产生的干扰。
eft 50 Ω负载波形。eft波形用具有50 Ω输出阻抗的发生器在50 Ω阻抗上产生的电压来描述。输出波形包括一个持续时间为15 ms的5 khz高电压瞬变脉冲群,其重复间隔为300 ms。另外也可以产生持续时间为750 µs 的100 khz高频脉冲群执行eft测试。每个脉冲具有5 ns的上升时间和50 ns的持续时间,在波形的上升和下降沿的50%点之间测量。单个eft脉冲的总能量与esd脉冲相似。http://weiyoudu.51dzw.com
测试期间,这些eft快速突发瞬变通过容性箝位器耦合到通信线路,如图6所示。eft通过箝位器容性耦合到通信线路,而不是直接接触。该箝位器同样降低了eft发生器的低输出阻抗所引起的负载。箝位器和电缆之间的耦合电容取决于电缆直径、屏蔽和绝缘。eft箝位器边缘放置在距受测设备(eut) eval-adm2795eebz评估板50 cm的位置。eft发生器设置为输出5 khz或100 khz重复eft突波。在5 khz和100 khz测试设置下测试eval-adm2795eebz。
eft箝位器连接至gnd2时,eval-adm2795eebz对iec 61000-4-4 eft瞬变具有鲁棒性,保护级别达到了标准中认可的最高级别(4级),其定义的电压级别为±2 kv。iec 61000-4-4箝位器连接至gnd1时,eval-adm2795eebz对iec 61000-4-4 eft瞬变具有鲁棒性,承受的电压可达±2 kv。测试在收发器正常工作时执行,eval-adm2795eebz时钟数据为2.5 mbps。无论是否将rs-485电缆屏蔽设置为连接至gnd2,表2中所示的结果均有效。eval-adm2795eebz可承受高达±2 kv的iec 61000-4-4 eft而不损坏。表2和表4总结了经认证的测试结果。
浪涌瞬变由开关或雷电瞬变产生的过压引起。开关瞬变的原因可以是电源系统切换、电源分配系统的负载变化或短路等各种系统故障。雷电瞬变的原因可以是附近的雷击将高电流和电压注入电路中。iec 61000-4-5定义了用于评估对这些破坏性浪涌的抗扰度的波形、测试方法和测试级别。
波形规定为开路电压和短路电流形式的波形发生器输出。rs-485端口主要使用1.2/50 µs波形,本部分将予以介绍。波形发生器的有效输出阻抗为2 Ω,因此浪涌瞬变相关的电流非常高。http://weiyoudu.51dzw.com
rs-485 a和b总线引脚上确保接线错误保护,且在连接器和总线引脚进行热插拔时确保该保护。表7和表8总结了adm2795e提供的高压接线错误保护。通过±42 v dc和±24 v ± 20% rms(50 hz或60 hz),采用热插拔和dc斜坡测试波形测试adm2795e。在电源供电和不供电的情况下执行测试,rs-485 txd输入、de和使能引脚采用多种不同的状态。rs-485总线引脚可承受引脚a到地、引脚b到地以及引脚a和引脚b之间的高压接线错误。
485 a和b总线引脚上的高压接线错误,偏置网络到adm2795e电源vdd2引脚之间具有电流路径。为了在这种情况下保护adm2795e,器件配有集成vdd2保护电路。
来源:analog devices
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adm2795e可提供完整的系统级解决方案,该方案符合iec 61000浪涌、eft和esd标准以及对传导、辐射和磁场干扰的抗扰度,这些干扰在工业环境中很常见。隔离鲁棒性和emc保护的集成大幅节省了印刷电路板(pcb)空间,以供通信端口接口使用。adm2795e还集成了全面的±42 v高压故障保护。http://weiyoudu.51dzw.com
对于数据通信线路,这些系统级标准将规定以下三种类型的高压瞬变的多个保护级别:
所有这些规范都定义了测试方法,用以评估电子和电气设备对指定现象的耐受性。下面概要说明各种测试。已根据这些iec emc规范全面测试了adm2795e,并认证其符合iec emc。
esd是指静电荷在不同电位的实体之间的突然传输,由靠近接触或电场感应引起。其特征是在短时间内产生高电流。iec 61000-4-2测试的主要目的是确定系统在工作过程中对系统外部esd事件的抗扰度。iec 61000-4-2介绍了使用两种耦合方法的测试,即接触放电和气隙放电。接触放电要求放电枪与受测单元直接接触。在气隙放电测试期间,放电枪的充电电极朝向受测单元移动,直到气隙上发生电弧放电。放电枪不与受测单元直接接触。气隙测试的结果和可重复性会受到多种因素的影响,包括湿度、温度、气压、距离和放电枪逼近受测单元的速率。气隙放电测试方法能够更好地反映实际esd事件,但可重复性不及接触放电测试。因此,接触放电是首选测试方法。
测试期间,数据端口须经受至少10次正极放电和10次负极放电,脉冲之间间隔最短为1秒。测试电压的选择取决于系统端环境。
执行测试时,iec esd枪连接至本地总线gnd2。针对gnd2测试时,adm2795e对iec 61000-4-2事件具有鲁棒性,通过了标准中认可的最高级别(4级),其定义的接触放电电压和气隙放电电压分别为±8 kv和±15 kv。
同样,执行测试时,iec esd枪连接至逻辑侧gnd1。针对gnd1的测试验证了adm2795e隔离栅的鲁棒性。隔离栅可承受的iec 61000-4-2 esd为±9 kv的接触放电电压和±8 kv的气隙放电电压。测试在收发器正常工作时执行,adm2795e时钟数据为2.5 mbps。表1和表4总结了经认证的测试结果。http://weiyoudu.51dzw.com
iec 61000-4-2标准中的8 kv接触放电电流波形与人体模型(hbm) esd 8 kv波形的对比。从图4中可以看出,两个标准规定的波形形状和峰值电流差异很大。与iec 61000-4-2 8 kv脉冲关联的峰值电流为30 a,相应的hbm esd峰值电流要小5倍多,为5.33a。另一差异为初始电压尖峰的上升时间,对于iec 61000-4-2 esd,上升时间为1 ns,相较于与hbm esd波形关联的10 ns时间要快得多。与iec esd波形关联的功率值显著大于hbm esd波形的相应值。与规定了多个hbm esd保护级别的其他rs-485收发器相比,具有iec 61000-4-2 esd额定值的adm2795e更适用于在恶劣环境中工作。
eft测试要求将数个极端快速的瞬变脉冲耦合到信号线上,以代表容性耦合到通信端口的外部开关电路的瞬态干扰,这种干扰可能包括继电器和开关触点抖动,以及切换感性或容性负载引起的瞬变,所有这些在工业环境中非常常见。ec 61000-4-4中定义的eft测试尝试模拟因为这些类型的事件产生的干扰。
eft 50 Ω负载波形。eft波形用具有50 Ω输出阻抗的发生器在50 Ω阻抗上产生的电压来描述。输出波形包括一个持续时间为15 ms的5 khz高电压瞬变脉冲群,其重复间隔为300 ms。另外也可以产生持续时间为750 µs 的100 khz高频脉冲群执行eft测试。每个脉冲具有5 ns的上升时间和50 ns的持续时间,在波形的上升和下降沿的50%点之间测量。单个eft脉冲的总能量与esd脉冲相似。http://weiyoudu.51dzw.com
测试期间,这些eft快速突发瞬变通过容性箝位器耦合到通信线路,如图6所示。eft通过箝位器容性耦合到通信线路,而不是直接接触。该箝位器同样降低了eft发生器的低输出阻抗所引起的负载。箝位器和电缆之间的耦合电容取决于电缆直径、屏蔽和绝缘。eft箝位器边缘放置在距受测设备(eut) eval-adm2795eebz评估板50 cm的位置。eft发生器设置为输出5 khz或100 khz重复eft突波。在5 khz和100 khz测试设置下测试eval-adm2795eebz。
eft箝位器连接至gnd2时,eval-adm2795eebz对iec 61000-4-4 eft瞬变具有鲁棒性,保护级别达到了标准中认可的最高级别(4级),其定义的电压级别为±2 kv。iec 61000-4-4箝位器连接至gnd1时,eval-adm2795eebz对iec 61000-4-4 eft瞬变具有鲁棒性,承受的电压可达±2 kv。测试在收发器正常工作时执行,eval-adm2795eebz时钟数据为2.5 mbps。无论是否将rs-485电缆屏蔽设置为连接至gnd2,表2中所示的结果均有效。eval-adm2795eebz可承受高达±2 kv的iec 61000-4-4 eft而不损坏。表2和表4总结了经认证的测试结果。
浪涌瞬变由开关或雷电瞬变产生的过压引起。开关瞬变的原因可以是电源系统切换、电源分配系统的负载变化或短路等各种系统故障。雷电瞬变的原因可以是附近的雷击将高电流和电压注入电路中。iec 61000-4-5定义了用于评估对这些破坏性浪涌的抗扰度的波形、测试方法和测试级别。
波形规定为开路电压和短路电流形式的波形发生器输出。rs-485端口主要使用1.2/50 µs波形,本部分将予以介绍。波形发生器的有效输出阻抗为2 Ω,因此浪涌瞬变相关的电流非常高。http://weiyoudu.51dzw.com
rs-485 a和b总线引脚上确保接线错误保护,且在连接器和总线引脚进行热插拔时确保该保护。表7和表8总结了adm2795e提供的高压接线错误保护。通过±42 v dc和±24 v ± 20% rms(50 hz或60 hz),采用热插拔和dc斜坡测试波形测试adm2795e。在电源供电和不供电的情况下执行测试,rs-485 txd输入、de和使能引脚采用多种不同的状态。rs-485总线引脚可承受引脚a到地、引脚b到地以及引脚a和引脚b之间的高压接线错误。
485 a和b总线引脚上的高压接线错误,偏置网络到adm2795e电源vdd2引脚之间具有电流路径。为了在这种情况下保护adm2795e,器件配有集成vdd2保护电路。
来源:analog devices
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