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什么是符合 IEC 61000-4-5 的浪涌抗扰度？ 它如何影响隔离器的通信总线？ 它是如何测试的？
*请注意,所有定义和参考均基于最新的标准 IEC 61000-4-5
定义：
浪涌是指电气系统或电路中的电压或电流突然短暂增加。 浪涌抗扰度测试可评估器件承受浪涌事件中突然电压和/或电流瞬变的能力。 其标准由 IEC 61000-4-5 定义、该标准规定了测试结果的测试级别、设备、设置、程序和格式。
为什么浪涌抗扰度在隔离式系统中很重要？它对通信总线有何影响？
在雷击等持续时间较短的浪涌事件中、隔离器必须保持其隔离栅直到电压恢复到正常水平、这一点至关重要。 对于通信总线、高浪涌抗扰度使隔离器能够保持信号完整性、而不会丧失功能或性能下降。
测试级别
浪涌抗扰度测试在 1-4 级连续进行、并可选择在上述、以下或其他级别之间添加额外的级别。 1 级表示线对地电压为 0.5kV 时所需的最低测试、而 4 级表示电压为 4kV 时所需的最高测试。
测试设备
波形发生器的简化电路
U–高压源 RS–脉冲持续时间整形电阻器
RC–充电电阻器 Rm–阻抗匹配电阻器
Cc–储能电容器 Lr –上升时间整形电感器
IEC 61000-4-5 中规定了两种组合波发生器。 10/MCU 700µs 发生器用于测试连接到室外对称通信线路的端口、而 50µs 发生器用于所有其他情况。 TI 在隔离器测试中使用 50µs 波发生器。
50µs 发生器通过以下参数生成以下浪涌波形：
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开路电压： 1.2 50µs
前台时间： tf = 1.67 x T = 1.2µs±30% 时长： TD = TW = 50µs ±20% |
短路电流： 8/CMO 20µs
前台时间： tf = 1.25 x TR = 8µs ±20% 时长： TD = 1.18 x TW = 20µs±20% |
测试设置中使用了以下设备：
测试设置和程序
1.2/DUT 发生器通过电容耦合网络施加到 50µs 逻辑端口、如下图所示。 需要使用去耦网络来避免对不受测但由相同线路供电的设备产生负面影响。
线路到接地耦合示例
从 1 级开始、浪涌发生器冲击逻辑端口、而信号发生器通过逻辑端口传递信号。 操作员监视示波器以捕获任何功能丢失或设备故障。 在每个级别、器件都会受到 5 个正脉冲和 5 个负脉冲的冲击。 对于交流冲击、每个脉冲都在 0°、90°、180°和 270°处进行测试。 连续脉冲之间的时间必须为 1 分钟或更短。 如果 DUT/EUT 在特定电平下承受所有连续脉冲、则将其视为通过。 对于元件级测试、发生器利用直流冲击。
测试中 ISOxxxx 的示例原理图：
测试结果
测试结果通过功能损失或器件退化的分类以及在上述测试级别部分下定义的性能水平进行评估。 功能损失或器件降级的分类如下：
总体测试结果如下所列：
ISOxxxx 在标准 A 中通过了第 4 级
这意味着 ISOxxxx 承受±4kV 冲击、而不会丧失功能或性能下降。
对于跨隔离栅的浪涌测试、请参阅： e2e.ti.com/.../faq-what-is-surge-isolation-voltage-viosm
