电磁快速瞬变脉冲干扰试验

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

1．目的：为使本公司工程师于电气快速瞬时/丛讯干扰耐受性测试时,能有一统一之规范及流程可供

依循,特订定本程序书,本试验的目的是模拟电气快速瞬时/丛讯对电子产品所造成的干扰,

并判别其耐受性。

2．适用范围：ITE产品,消费类电子产品,其他电子产品 均适用之。

3．名词定义：

3.1 EFT/B：Electrical fast transient/burst immunity test 电气快速瞬时/丛讯免疫力测试，电气

和电子设备在电源，信号和控制部份遇到重复电气快速瞬时的性能。

3.2 EUT：Equipment under test 待测设备。

3.3 Port：Particular interface of EUT with the external eletromagnetic environment. 阜：待测设备和外部电磁环境的特别接口。

3.4 Coupling：Interaction between circuits transferring energy form one circuit to another 耦合：在电路间的交互作用，能量由一个电路转换到另一个电路。 3.5 Coupling network：

耦合网络：电路是为了将能量由一个电路转换到另一个电路的目的。

3.6 Coupling device(network or Clamp)： 耦合装置(网络或夹具) 。 3.7 Decoupling network：

去耦合网络：为了避免EFT电压加在待测设备时，影响其它不是待测的装置设备或系统

的电路。

3.8 coupling clamp：

耦合夹具：对于待测设备的电路干扰信号的共模耦合的装置，定义其尺寸和特性，不需经

任何电气连接。

3.9 Ground(reference)plane：

接地参考平面：一个平坦导电的表面使用作为共通接地参考平面。

3.10 Electromagnetic compatibility (EMC) ：

电磁相容：设备或系统在其所使用环境，不会造成电磁扰动的影响，也不会被电磁扰动影

响功能的能力。

3.11 Immunity(to a disturbance) ：

免疫力(对其干扰) ：装置.设备或系统在电磁干扰环境中操作功能不会劣化的能力。 3.12 Transient：

瞬时：相邻两稳态间的现象或量的变化 其时间和整个时间来比较短的。

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4 4．职责：

4.1 R2,R3测试评估与REVIEW。 4.2 场地维护。 4.3客户委托测试。 4.4 反映异常。 4.5 遵守程序要求。

5．办法：

5.1试验等级：

表1中订定对脉冲丛讯干扰测试较优先采用的位准范围，可适用于设备的电源供应，保

护性接地信号和控制端口。

5.2 测试设备

5.2.1 测试产生器

测试产生器如下图所示，其主要组件为： －高压源； －充电电阻； －储能电容； －火花间隙；

－脉冲持续波形电阻； －阻抗匹配电阻； －直流间歇电容；

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

5.2.1.1 产生器的特性和性能

开路输出电压范围（在储能电容的端点电压）：0.25KV－10﹪到4KV＋10﹪。 测试产生器必须能够在短路情况下操作，在50Ω负载时特性如下： －最大能量：4mJ/脉冲在50Ω负载状态输出2KV时。

－极性：正/负。

－输出型式：同轴。

－动态信号源阻抗：50Ω±20﹪在1MHz和100MHz。 －在测试产生器内的直流间歇电容：10nF。 －脉冲的重复率：所选择测试严酷度的功能。 －单一脉冲的上升时间：5ns±30﹪如图二所示。 －脉冲持续时间（50﹪）：50ns±30﹪如图二所示。 －在50Ω负载输出的脉冲波形如图二所示。 －相关电源供应：异步。

－丛讯持续时间：15ms±20﹪如图二所示。

－丛讯周期：300 ms±20﹪如图二所示。

备考：信号源阻抗可以经由输出脉冲的峰值分别在没有负载和50Ω负载下测量。

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

5.2.1.2 测试产生器的功能特性的验证：

为了比较不同产生器的测试结果，产生器的功能特性必须验证依照下列所述。 测试产生器经由50Ω的同轴衰减器，连接至示波器上，量测设备的带宽至少400MHz，

观察在一个丛讯内上升时间、脉冲持续时间和脉冲的重复率。

测试产生器的50Ω终端特性验证（如图三所示） －脉冲的上升时间：5ns±30﹪。

－脉冲持续时间（50﹪值）：50ns±30﹪。 脉冲的重复率和电压的峰值： 5KHz±20﹪在0.125KV； 5KHz±20﹪在0.25KV； 5KHz±20﹪在0.5KV； 5KHz±20﹪在1.0KV； 5KHz±20﹪在2.0KV；

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

5.2.2 对交流/直流主电源的耦合去耦合网络

此耦合网络提供EUT的电源供应埠在不对称的条件下，所应用的测试电压能力，电路图（三相电源）如图四。 特性：

－频率范围：1MHz到100MHz

－耦合电容：33nF。

－耦合衰减：＜2dB。

－在非对称条件下去耦合衰减：＞20dB。

－在每条线或其它线之间在网络上的串音衰减：＞30dB。 －耦合电容的绝缘抵抗能力：5KV（测试脉波：1.2/50us）

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

5.2.3 电容性耦合夹具

此夹具提供EUT端口没有任何电路连接时，耦合脉冲丛讯至EUT电路上的能力。 夹具的耦合电容性是依其直径、电缆的材质和屏蔽。 此装置是由夹具（由镀锌铜、黄铜、铜或铝）组合，以放入待测电路的电缆（扁平或圆形），

且必须在最小1m2的接地平面上，参考接地必须在每一边延伸超过夹具至少0.1m。 此线的两端必须能提供高电压同轴连接器，以作为任何一端能连接到测试产生器，产生器

必须能连接到最靠近EUT的夹具端。 夹具本身必须尽量能接近在电缆和夹具产生最大耦合电容性的地方，耦合夹具建议的机械

配置参照图五及所决定的特性，例如频率响应等。特性：

－在电缆和夹具间的典型耦合电容性：50nF到200nF。 －圆形电缆的可使用直径范围：4mm到40mm。 －绝缘抵抗能力5KV（测试脉波：1.2/50us）

对符合性测试是需要使用夹具的耦合方式，其设计使用在连接到I/O和通信埠的线，但是如果在第5.2.2节所定义的耦合去耦合网络无法使用，则也可以使用在交流/直流电源供应

埠上。

其它的耦合方法（例如耦合去耦合网络）依照产品标准，也可被使用。

图五 电容性耦合夹具的结构

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4 5.3 测试场地配置

可区分成两种不同的测试类型： －在实验室执行的测试类型；

－在设备最后装设的情况执行现场测试。

较优先采用的测试方法是在实验室执行的测试，EUT必须依照制造商的使用手册来配置。 5.3.1 测试配置设备

测试配置包括下列的设备如图六： －接地参考平面。 －耦合装置。 －去耦合网络。

－测试产生器包括校正或测量方法。

图六 EFT/B耐受性测试的方块图

5.3.2 在实验室执行的测试配置 5.3.2.1 测试条件

在第5.4.1节中所概述的环境参考条件，下列要求是适用在实验室执行的测试，EUT必

须放在接地参考平面上，且必须以0.5mm厚的绝缘支撑架来隔离，对桌上型的EUT，必须放置在接地平面上0.8m±0.08m（如图七）。

接地参考平面必须是一个最少0.25mm厚的金属片（铜或铝）；其它的金属材质也可以

使用，但必须有至少0.65mm的厚度。

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4 接地平面的最小尺寸为1m×1m实际之大小和EUT的大小有关。 接地参考平面必须超出EUT每一边投影面积至少0.1m以上。

参考接地平面必须连接到保护性接地上。

EUT必须依照设备装设的规格配置和连接，以符合功能的要求，在EUT和其它导电结构

的最小距离（例如屏蔽室的墙），除了EUT下的接地平面外，必须超过0.5m。

EUT必须依照制造者的装设规格连接到接地系统，不容许另外的接地连接。

测试设备的接地电缆到接地参考平面的连接和所有的搭接，必须要有最小

的电感性。

耦合装置必须使用作为测试电压的应用，其必须耦合到EUT和去耦合网络间的线，或在

测试中两个设备之间的去耦合网络。

使用耦合夹具，在耦合平板和所有导电性结构之间的最小距离，除了在耦合夹具和EUT

下的接地平面，其它距离至少0.5m。

在耦合装置和EUT之间的信号和电源线的长度必须为1m或少于1m。

如果制造者在设备上提供一条超过1m不可分离的电源电缆，则必须以扁平卷成0.4m

直径且放在接地参考平面0.1m距离上，保持EUT和耦合装置间有1m或少于1m的距离。 对实验室测试的测试配置的范例如图七所示。

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

图七 实验室执行的测试配置

5.3.2.2 EUT测试电压的耦合方式

测试电压必须用在下列不同型式的待测设备的连接线及埠上。

（1） 电源供应埠：对于干扰电压，经由耦合去耦合网络的直接耦合的测试配置是参照图

八。如果在线的电流，是比耦合去耦合网络所规定的电流能力还高，例如大于100A时，则测试电压必须依照图十，经由33nF耦合电容加到EUT上。

（2） I/O和通信埠：在图七和图九中所显示的范例，为如何使用电容性耦合夹具，作为

I/O和通信端口的干扰测试电压的应用。

（3） 机柜的接地连接：在机柜的测试点必须作为保护性接地的端点。 测试电压必须经由耦合去耦合网络，使用在保护性接地参照图八。

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

图九 耦合夹具的测试范例

图十 对于装设现场的EUT之电源端测试配置范例

5.3.3 对装设现场测试的配置

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

这些测试是具有选择性且没有强制要做审验的测试，可能仅使用在制造者与顾客之间的协议，必须考虑到其它共同放置的设备可能造成的影响。

设备或系统必须在最后的装设情况下测试，为了尽可能模拟实际的电磁环境，装设现场的

测试必须在没有耦合去耦合网络下执行。

如果在测试程序中，非待测设备的设备或系统会很严重的影响，则用户合制造者之间可协

议使用去耦合网络。

5.3.3.1 在电源供应端和保护接地端的测试

固定的落地装设设备测试电压必须在参考接地平面和每一个电源供应端（AC或DC）上

实施，以及在EUT的机壳作为保护性或功能上的接地端，测试配置参照图十。

一个大约1m×1m的参考接地平面，必须装在靠近EUT且连接到电源供应插座上的保护接地点上。

EFT/B产生器必须放在参考接地平面上，由EFT/B产生器的同轴输出到EUT的终端上的火

线长度不可超过1m。

连接必须用非屏蔽但有良好绝缘的线，如果必须使用AC/DC间歇电容，则其容值为33nF，

所有其它EUT的连接必须依照其功能的要求。 非固定装设的EUT，可经由有弹性的电源线和插头来连接，测试电压必须在电源供应的每

一端，和在EUT所要连接到的保护接地点做测试。（参照图十一）

图十一 对非固定式EUT于装设现场之测试配置

5.3.3.2 在I/O和通讯端口上的测试

连接线之间的测试电压耦合，可能必须使用电容耦合夹具，无论如何，如果由于机械问题（尺寸、电缆绕线）以至于夹具无法使用在电缆上，则可使用胶带或导电金属箔

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

包裹所要测的线，此种用金属箔或胶带的耦合配置电容性，必须和标准的耦合夹具相同。

在其它的例子中经由分离的100nF电容取代夹具或金属箔或胶带配置的分配电容性，耦合EFT/B产生器到线的一端上也是有效。

测试产生器的同轴电缆的接地端必须和耦合点很接近，对同轴或屏蔽线的接头是不须做测试。

测试电压的应用，必须使设备的屏蔽保护不会减低，更进一步的解释参照图十二。 由分离电容耦合的配置所得到的测试结果，可能和耦合夹具或金属箔耦合所得的结果不相同，因此在第5.1节所规定的测试位准，可由制造者和用户之间相互协议修正，以便能考虑有意义的装设特性。

图十二 不适用耦合夹具在通讯及I/O端口时之装设现场测试范例

测试程序： 测试程序包括：

－实验室参照条件的验证。

－测试设备的正确操作的初步验证。 －测试的执行。

－测试结果的评估。

5.4.1 实验室参考条件

为了减少环境因素对测试结果的影响测试应该执行在第5.4.1.1节和5.4.1.2节所述的

5.4

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4 气候及电磁环境中。

5.4.1.1 气候条件

测试必须依照IEC68－1所列之标准气候条件下执行： 温度： 15℃ 到 35℃。 相对湿度：45﹪ 到 75﹪

大气压力：86 kPa到 106 kPa

备考：任何其它的值在产品说明中提供。 5.4.1.2 电磁环境

为了不影响测试结果，实验室的电磁环境应该确保待测设备的正常操作。

5.4.2 测试的执行

测试应该根据测试计划来执行，计划包含待测物的功能验证如技术说明所定义。EUT必须

要在正常的操作条件下操作。

建议测试计划必须包括下列项目： －测试位准。

－EUT的指定型式。

－测试电压的极性。（正极和负极皆须测试）。 －内部或外部的产生器驱动。 －测试的持续时间至少1分钟。 －测试电压的施加次数。 －EUT需测试的埠。

－测试电压的应用序列，一个接一个，或是属于超过一个电路的电缆等等。 例如：

单相三线式测试电压的应用序列为（以EN55024为例）

Voltage Fixed(固定)1000V Polarity(极性)Pos or Neg(负极) Duration持续时间 Fixed Units (mSec)15mS

Frequency Fixed 5000Hz Period 周期Fixed 300ms

Coupling(耦合) Fixed(固定)测试顺序如下：

1. +1KV，L。Polarity(极性)Pos(正)此处L→GRP不会显示出来 2. +1KV，N。Polarity(极性)Pos(正) 此处N→GRP不会显示出来 3. +1KV，PE。Polarity(极性)Neg(正) 此处PE→GRP不会显示出来 4. －1KV，L。Polarity(极性)Pos(负) 此处L→GRP不会显示出来 5. －1KV，N。Polarity(极性)Pos(负) 此处N→GRP不会显示出来 6. －1KV，PE。Polarity(极性)Pos(负) 此处PE→GRP不会显示出来

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

单相二线式测试电压的应用序列为（以EN55024为例）

Voltage Fixed(固定)1000V Polarity(极性)Pos or Neg(负极) Duration持续时间 Fixed Units (mSec)15mS Frequency Fixed 5000Hz Period 周期Fixed 300ms

Coupling(耦合) Fixed(固定)测试顺序如下：

1. +1KV，L。L→GRP不会显示出来 2. +1KV，N。N→GRP不会显示出来 3. －1KV，L。L→GRP不会显示出来 4. －1KV，N。N→GRP不会显示出来

Clamp讯号线测试电压的应用序列为（以EN55024为例） 1. + 0.5KV. 2. - 0.5KV.

－EUT代表性的操作条件。

－附属设备。

测试计划必须由制造商或测试实验室/使用者之间的协议，但无论如何测试位准端口能超过产品的规格。

5.5 试验结果的评估：测试结果必须依待测设备的功能丧失或劣化来分类，可参考由制造商或测试者要求订定性能的位准或由制造商和产品的委托制造者协商，建议的分类如下： - criteria A:在制造商和采购者所定的规格要求内性能正常。

- criteria B:性能暂时丧失或劣化在干扰停止后也停止,而且不需要操作者处理即可自行回复正常功能。

- criteria C:暂时的劣化或性能的丧失需要操作人员处理或系统重新设定方能回复。

- criteria D:性能的劣化或丧失,是因硬件或软件的损坏或是因数据的流失,以致无法回复。 制造商的规格可以订定对待测设备可以被忽略和可接受的影响。 分类可以使用在性能判断上作为指导。

由订定一般产品和产品家族标准的委员会或制造商和采购者之间协调性能标准，例如没有适合的一般、产品、产品家族存在。 5.6 测试报告必须包含下列项目并详加纪录

- 测试计划所列的项目必须纪录在报告中。

- EUT及相关设备的识别，例如厂牌、型号、序号。

- 测试产生器的数据，例如厂牌、型号、序号、校正日期等。 - 在测试执行时任何特别的环境条件，例如：屏蔽室。 - 可执行测试的特定条件。 -

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

- 厂商所订定的测试位准。

- 在一般性标准、产品标准或产品族标准所规定的性能要求。 - EUT在测试时所产生的影响及结果。

- 测试结果符合或不符合标准所定之性能判定或厂商要求之性能判定。

- 能符合测试所使用的特定条件，例如电缆长度或型式、屏蔽或接地或EUT之操作条件等。 5.7测试使用设备

--EFT产生器：厂牌KeyTek，型号 ，序号 . —温湿度计： 厂牌 ，型号 ，序号 —压力计： 厂牌 ，型号 ，序号 --GRP :2.44m×宽1.22m×厚2.0mm

--木制测试桌 长1.6m×宽0.8m×高0.8m

.6.试验结果的评估:

- criteria A:在制造商和采购者所定的规格要求内性能正常。

(POWER SUPPLY的+5V输出电压稳定,三用电表的指针不发生摆动;若是配合系统测试,应完全不受ESD的影响,测试过程中一直工作正常.) - criteria B:性能暂时丧失或劣化在干扰停止后也停止,而且不需要操作者处理即可自行回复正常功能。

(POWER SUPPLY的+5V输出电压,以三用电表量测,指针有发生摆动 +/-0.25V;若是配合系统测试,可以受ESD的影响测试过程中暂停工作,能够自行回复)

- criteria C:暂时的劣化或性能的丧失需要操作人员处理或系统重新设定方能回复。

(POWER SUPPLY的+5V输出电压以三用电表量测,指针有发生摆动+/-1.0V;若是配合系统测试,可以受ESD的影响测试过程中暂停工作,重新RESET可正常)

- criteria D:性能的劣化或丧失,是因硬件或软件的损坏或是因数据的流失,以致无法回复。

(POWER SUPPLY的+5V输出电压,以三用电表量测,三用电表的指针有发生摆动+/-2.0V;若是配合系统测试,可以受ESD的影响测试过程中停止工作,重新RESET不能回复) 7.参考数据：

7.1 IEC/EN61000-4-4

8.附图: CLASS-I ITE EQUIPMENT

Appr. by : check by: Prep. by :

****有限公司

电磁快速瞬变脉冲干扰试验

Electronical Fast Transient/Burst Immunity Test Standard: IEC 61000-4-4

Appr. by : check by: Prep. by :