浪涌測試標準IEC 61000-4-5簡介

一.什么是浪涌

浪涌，又稱為“突波”，是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質上講，浪涌是發生在僅僅幾百萬分之一秒時間內的一種劇烈脈沖。

二.產生浪涌的原因

1. 雷電活動：雷電是產生浪涌的主要原因之一。當雷電擊中電力線、電話線、天線等導體時，會在這些導體內產生瞬間的高電壓和大電流，從而引發浪涌。

2. 電力系統故障：例如短路、斷路、過載等故障，會導致電力系統中的電壓和電流發生突然變化，產生浪涌。

3. 開關操作：電器設備的開關操作，如開關電源、電動機啟動和停止等，也可能導致電流的突變，引發浪涌。

4. 感性負載啟動：電動機、變壓器等感性負載在啟動時，會產生較大的感應電動勢，從而引發浪涌。

5. 電磁干擾：附近的電磁輻射源，如無線電發射塔、手機基站等，可能會對電力系統產生電磁干擾，導致浪涌的產生。

浪涌是一種瞬間過電壓，可能會對芯片造成損害。浪涌會在芯片中產生瞬間的高電流和高電壓，這可能會導致芯片中的電路燒毀或損壞。此外，浪涌還可能會導致芯片中的數據丟失或損壞，從而影響芯片的正常工作。因此，對于一些對電壓敏感的芯片，如微控制器、傳感器和存儲器等，需要采取浪涌保護措施，以確保芯片的可靠性和穩定性。

三.浪涌測試標準

IEC 61000-4-5

該協議定義了由切換的過電壓和雷擊瞬變導致的單向電涌的多個試驗等級與不同的環境和安裝條件，涉及抗擾度要求、試驗方法、設備推薦的。

該標準的目標是為了評估電氣和電子設備抗浪涌擾度的能力，確定說明系統防止特定現象抗擾度的通用試驗方法。

標準標準定義了：

試驗級別的范圍；

試驗設備；

試驗設置；

試驗程序。

四.如何模擬浪涌

主要模擬電源系統切換瞬間和雷電瞬間產生的浪涌：

電源系統切換瞬態可以分成與以下幾方面有關的瞬態：

主電源系統切換擾動，例如：電容器組的切換；

配電系統中的小型本地切換活動或負載變更；

與切換裝置相關的諧振電路（例如：晶閘管、晶體管）；

各種系統故障，例如：安裝的接地系統出現短路故障和電弧故障。

雷擊產生電涌電壓的主要原理如下：

直接雷擊于外部電路（戶外）,注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產生電壓；

間接雷擊放電（即云層間或云層內放電，或放電到產生電磁場的靠近物體）導致建筑物內部和/或外部的導體產生電壓/電流；

附近直接對地放電的雷擊入地電流耦合到設備組接地系統的公共接地路徑。

防雷裝置運行導致的電壓和電流流動快速變化會引發相鄰設備內的電磁擾動。

五.浪涌測試等級

級別	開路試驗電壓kV
級別	線路至線路	線路至接地b
1	---	0.5
2	0.5	1
3	1	2
4	2	4
Xa	專用	專用

a. "X"可為任何級別，高于、低于其他級別或介于其他級別之間。等級應在專用設備規范中進行規定。

b. 針對對稱互連線路，只要考慮到接地（即：線路至接地）,則可以同時對多個線路進行試驗。

6.浪涌測試電壓波形

6.1

1.2/50 μs 和 8/20 μs 的波形參數的定義

	波前時間Tf μs	持續時間Td μs
開路電壓	T(f) = 1.67 × T = 1.2 ± 30%	T(d) = T(w)= 50 ± 20%
短路電流	T(f) = 1.25 × T(r)= 8 ± 20%	T(d) = 1.18 × T(w)= 20 ± 20%

6.2

峰值開路電壓與峰值短路電流之間的聯系