⚡ 电快速瞬变脉冲群（burst）抗扰度——5/50 ns脉冲，15 ms脉冲群，每300 ms一次
三句话速览
向设备端口施加上升时间5 ns、持续时间50 ns的脉冲群，脉冲重复频率为5 kHz或100 kHz。该检测依据 PN-EN 61000-4-4:2013-05；等级——电源和保护接地：1级：0.5 kV，2级：1 kV，3级：2 kV，4级：4 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz。整个程序共 8 个步骤（合计约 2 分钟）；主要用于：产品投放市场前与电磁兼容指令的符合性试验、评价电源、控制器和自动化系统对切换感性负载所产生干扰的抗扰度、单相、三相和直流电源端口的试验。
要点速览
- 标准: PN-EN 61000-4-4:2013-05
- 类别: 电子与电磁兼容
- 操作步骤数: 8
- 各步骤合计时间: 2 分钟
- 等级——电源和保护接地: 1级：0.5 kV，2级：1 kV，3级：2 kV，4级：4 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz
- 等级——信号、数据和控制线: 1级：0.25 kV，2级：0.5 kV，3级：1 kV，4级：2 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz
- 容差: 开路试验电压±10 %，脉冲重复频率±20 %
概述
本标准涉及电气和电子设备对重复性电快速瞬变的抗扰度。它给出了与快速瞬变和脉冲群相关的抗扰度要求和试验程序，另外规定了试验等级范围并确立了试验程序。
试验等级涉及设备的四类端口：电源、保护接地、信号和控制。电源和保护接地端口的峰值电压为0.5 kV、1 kV、2 kV和4 kV，信号和控制端口为0.25 kV、0.5 kV、1 kV和2 kV。脉冲重复频率对每个等级和两类端口都相同：5 kHz或100 kHz。标准说明，使用5 kHz是传统做法，但100 kHz更接近实际，由产品委员会决定哪些频率适合特定产品或产品类型。试验电压容差为±10 %，频率容差为±20 %。“x”等级未规定，必须在产品技术要求中给出。
关于版本的说明：4级的2.5 kHz频率来自本标准的较早版本，在本条目声明的版本中不适用——下文在发生器参数和脉冲波形方面所用的罗兹工业大学教学材料描述的正是那个较早版本。等级表中的数值按IEC 61000-4-4:2012版的预览给出。
试验中模拟的现象对应于切换感性负载和接触器动作时产生的干扰。波兰认可实验室在单相和直流电源端口、接地端口以及输入和输出线上进行此项试验，等级至±4 kV，重复频率为5 kHz和100 kHz。
方法原理
发生器产生陡度很大的脉冲群，通过耦合/去耦网络直接或通过耦合夹电容性地施加到受试设备的端口。单个脉冲的上升时间为5 ns ± 30 %，在50 %电平处确定的持续时间为50 ns ± 30 %。脉冲以5 kHz或100 kHz的频率重复，容差±20 %，对所有试验等级和两类端口都相同。脉冲组成持续时间为15 ms ± 20 %的脉冲群，以300 ms ± 20 %的周期重复。在储能电容端子上测得的开路输出电压范围为0.25 kV减10 %至4 kV加10 %，最大能量为50 Ω负载上2 kV时每个脉冲4 mJ。试验在试验电压的两种极性下进行，时间不少于1分钟。
应用领域
- 产品投放市场前与电磁兼容指令的符合性试验
- 评价电源、控制器和自动化系统对切换感性负载所产生干扰的抗扰度
- 单相、三相和直流电源端口的试验
- 工业设备信号、数据和控制线的试验
- 在认可实验室中对铁路、医疗和工业设备进行验收试验
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 等级——电源和保护接地 | 1级：0.5 kV，2级：1 kV，3级：2 kV，4级：4 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz |
| 等级——信号、数据和控制线 | 1级：0.25 kV，2级：0.5 kV，3级：1 kV，4级：2 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz |
| 容差 | 开路试验电压±10 %，脉冲重复频率±20 % |
| 脉冲波形 | 上升时间5 ns ± 30 %，50 %电平处持续时间50 ns ± 30 % |
| 脉冲群结构 | 脉冲群持续时间15 ms ± 20 %，脉冲群周期300 ms ± 20 % |
| 发生器输出电压 | 储能电容端子上从0.25 kV −10 %至4 kV +10 %；正极性和负极性 |
| 脉冲能量 | 50 Ω负载上2 kV时每个脉冲最大4 mJ |
| 试验时间 | 不少于1分钟，试验电压两种极性 |
| 耦合网络绝缘耐受 | 1.2/50 µs试验冲击下5 kV |
标准
- 标准编号
- PN-EN 61000-4-4:2013-05
- 标准名称（波兰语）
- Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Część 4-4: Metody badań i pomiarów — Badanie odporności na serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych
- 标准名称（英语）
- Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-4: Testing and measurement techniques — Electrical fast transient/burst immunity test
分步操作程序
-
试验计划
确定每类端口（电源和保护接地，或信号、数据和控制线）的试验等级、耦合方式和受试设备的工作条件。
-
检查发生器
校验脉冲波形：上升时间5 ns ± 30 %，50 %电平处持续时间50 ns ± 30 %，以及与所选电压对应的重复频率和15 ms、每300 ms一次的脉冲群结构。
-
搭建试验台
将受试设备置于接地参考平面之上，将耦合/去耦网络连接到电源端口，或将耦合夹夹在受试信号线上。
-
选择重复频率
采用5 kHz或100 kHz，容差±20 %。两个数值对每个试验等级和两类端口都允许；使用5 kHz是传统做法，100 kHz更接近实际干扰。哪个频率适合特定产品由产品委员会决定。
-
施加——正极性
以正极性施加所选电压的脉冲群，时间不少于1分钟，同时观察受试设备的运行。
-
施加——负极性
以负极性重复施加；要求试验电压两种极性。
-
其他端口
对所有规定的端口重复试验：电源、保护接地以及输入和输出线，采用适用于它们的试验等级。
-
评定和报告
按产品要求中的性能判据评定受试设备的运行情况。报告中注明试验等级、重复频率、极性、受试端口、耦合方式、试验时间和结果。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 快速瞬变发生器 | 产生5/50 ns脉冲，15 ms脉冲群，每300 ms一次，带开路电压指示和可切换极性 | — |
| 耦合/去耦网络（CDN） | 用于将干扰施加到电源端口，同时与供电网络去耦；1.2/50 µs冲击下绝缘耐受5 kV | — |
| 电容耦合夹 | 用于在不干预电路的情况下将干扰耦合到信号、数据和控制线 | — |
| 接地参考平面 | 试验台的金属平面，干扰以其为参考 | — |
| 辅助和监测设备 | 用于在施加期间观察受试设备运行并评定性能判据 | — |
| 带高压探头的示波器 | 校验脉冲波形：上升时间和50 %电平处的持续时间 | — |
职业健康与安全
- 发生器输出端和耦合网络中电压高达4 kV——防护罩、联锁，施加期间不得接触端子
- 试验期间受试设备由市电供电——试验台防触电保护和急停开关
- 绝缘耐受5 kV的耦合/去耦网络——带电时不得更改连接
- 夹在信号线上的耦合夹——在发生器关闭时安装
- 等级高于产品要求规定时有永久损坏受试设备的风险
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 61000-4-4:2013-05 — 《Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-4: Testing and measurement techniques — Electrical fast transient/burst immunity test》。
该方法的原理是什么？
发生器产生陡度很大的脉冲群，通过耦合/去耦网络直接或通过耦合夹电容性地施加到受试设备的端口。单个脉冲的上升时间为5 ns ± 30 %，在50 %电平处确定的持续时间为50 ns ± 30 %。
测量范围和准确度是多少？
等级——电源和保护接地：1级：0.5 kV，2级：1 kV，3级：2 kV，4级：4 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz；等级——信号、数据和控制线：1级：0.25 kV，2级：0.5 kV，3级：1 kV，4级：2 kV——各等级重复频率均为5 kHz或100 kHz；容差：开路试验电压±10 %，脉冲重复频率±20 %；脉冲波形：上升时间5 ns ± 30 %，50 %电平处持续时间50 ns ± 30 %。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 2 分钟。整个程序共 8 个步骤。
需要哪些设备？
快速瞬变发生器、耦合/去耦网络（CDN）、电容耦合夹、接地参考平面、辅助和监测设备、带高压探头的示波器。
该检测用于哪些场景？
产品投放市场前与电磁兼容指令的符合性试验；评价电源、控制器和自动化系统对切换感性负载所产生干扰的抗扰度；单相、三相和直流电源端口的试验；工业设备信号、数据和控制线的试验；在认可实验室中对铁路、医疗和工业设备进行验收试验。
需要采取哪些安全防护措施？
发生器输出端和耦合网络中电压高达4 kV——防护罩、联锁，施加期间不得接触端子；试验期间受试设备由市电供电——试验台防触电保护和急停开关；绝缘耐受5 kV的耦合/去耦网络——带电时不得更改连接；夹在信号线上的耦合夹——在发生器关闭时安装；等级高于产品要求规定时有永久损坏受试设备的风险。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 61000-4-4。