EN 61000-4-4:2013 是歐盟關于電磁兼容性(EMC) 中電快速瞬變脈沖群(EFT/Burst)抗擾度測試的基礎標準。它規定了設備對由小型感性負載切換(如繼電器、接觸器)引起的重復性快速瞬變騷擾的抗擾度測試方法、測試等級和性能判據。

以下是該標準的詳細解讀:

1. EN 61000-4-4:2013標準基本信息

• 標準全稱:Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test 

• 版本:EN 61000-4-4:2013 (等同于IEC 61000-4-4:2012) 

• 適用范圍:適用于在居住、商業和工業環境中工作的電氣和電子設備,評估其對電快速瞬變脈沖群干擾的抗擾性能。

• 法律地位:是歐盟EMC指令(2014/30/EU)下的協調標準,用于證明產品符合CE標記的電磁兼容性要求。

2. EN 61000-4-4:2013核心測試目的

該標準旨在評估設備在遭受電快速瞬變脈沖群干擾時的抗擾度。這種干擾主要模擬感性負載斷開時產生的瞬態(如繼電器、接觸器、電機等開關操作產生的電弧火花),通過電源線、信號線、控制線和接地線耦合到設備中。測試確保設備在此類高頻、高重復率的脈沖群干擾下能正常工作或不出現性能下降。

3. EN 61000-4-4:2013主要測試要求

測試波形與特性

標準規定了非常具體的脈沖波形特性 :

• 單個脈沖的上升時間(10%~90%):5 ns ± 30%

• 單個脈沖的持續時間(50%幅值處):50 ns ± 30%

• 脈沖重復頻率:5 kHz 或 2.5 kHz(取決于測試等級和電壓)

• 脈沖群的持續時間:15 ms

• 脈沖群的重復周期:300 ms

• 發生器開路輸出電壓(峰值):0.25 kV 至 4 kV

• 發生器動態輸出阻抗:50 Ω ± 20%

• 輸出脈沖極性:正極性或負極性

• 與電源的關系:異步

測試嚴酷度等級

測試等級根據設備的預期使用環境來選擇,以電壓峰值(kV)表示 :

*注:具體的測試等級要求需參考相應的產品標準或通用標準(如EN 61000-6系列)。*

測試設備與耦合方式

• 脈沖群發生器:能產生標準要求的快速瞬變脈沖波形。

• 耦合/去耦網絡(CDN):用于將脈沖群能量耦合到電源線上,同時對輔助設備(AE)進行去耦 。

• 電容耦合夾:用于將脈沖群能量耦合到信號線、控制線和數據線上,而無需與線路電氣連接,適用于電纜束 。

• 測試布置:測試應在參考接地平面上進行,這是必須的,因為EFT/Burst是高頻測試,否則測量值會不準確 。被測設備(EUT)應通過絕緣支座與接地平面隔離。

測試端口與過程

• 測試端口:包括電源端口、保護接地端子、信號和控制端口。

• 測試過程:

• 對選定的端口依次施加正極性和負極性脈沖群。

• 對電源端測試時,標準提到基礎標準要求每個極性至少持續1分鐘 。但需注意,產品標準(Product Standard)可能會修改此時間(例如延長至2分鐘)。

• 使用耦合夾對I/O線纜測試時,應確保耦合夾與EUT之間的電纜長度≤1m,耦合夾與輔助設備之間的電纜長度應足夠長(如≥5m)以達到去耦目的 。

4. EN 61000-4-4:2013性能判據

測試后,設備的功能性能應根據其產品標準或技術規范中定義的性能判據進行評定。EN 61000-4-4本身不定義通過/失敗標準,但提供了通用的評估指南:

• 性能判據 A:在制造商規定的限值內性能正常。

• 性能判據 B:功能或性能暫時喪失或降級,但能自行恢復,無需操作者干預。

• 性能判據 C:功能或性能暫時喪失或降級,但需操作者干預(如重啟系統)才能恢復。

• 性能判據 D:因硬件、軟件損壞或數據丟失而導致不可恢復的功能喪失或性能降級。判據D通常意味著測試失敗。

制造商的規范應明確界定在測試期間和之后什么是可接受的性能。

5. EN 61000-4-4:2013適用產品與領域

該標準適用于幾乎所有電子電氣設備,常見于 :

• 工業自動化設備:如PLC、變頻器、傳感器。

• 信息技術設備:如電腦、服務器、路由器。

• 家用電器:如冰箱、洗衣機、空調。

• 照明設備:如LED驅動、智能照明控制器。

• 醫療設備:(需結合專用標準)。

• 建筑自動化系統。

6. EN 61000-4-4:2013重要注意事項

• 與其他標準的關系:

• 本標準是基礎標準,規定了通用的測試方法。產品的具體抗擾度要求(測試等級、性能判據、適用端口)必須在相應的產品族標準(如EN 55014-2 for家電,EN 61000-6-1/2 for通用環境)或產品標準中規定 。

• 它與國際標準 IEC 61000-4-4:2012 技術內容完全相同 。

• 它對應于中國國家標準 GB/T 17626.4。

• 版本有效性:EN 61000-4-4:2013是當前有效的版本 。

• 測試的關鍵點:

• 必須使用金屬參考接地板,否則高頻測試結果會不準確 。

• 注意產品標準的要求:產品標準可能對基礎標準的測試方法有補充或修改(如耦合方式、測試時間),務必以產品標準為準 。

7. EN 61000-4-4:2013為何它重要?

• 可靠性保障:確保電子設備在現實世界中常見的開關操作產生的脈沖群干擾下不誤動作或性能下降,提升產品可靠性和穩定性。

• 市場準入:是產品獲得CE標志、進入歐盟市場的強制性要求之一(符合EMC指令)。

• 產品質量證明:通過此測試表明產品具有良好的抗脈沖群干擾設計。

EN 61000-4-4:2013總結

EN 61000-4-4:2013 為評估電子電氣設備對電快速瞬變脈沖群干擾的抗擾度提供了標準化和可重復的測試方法。它對于確保在工業、商業和居住環境中使用的設備的可靠性和穩定性至關重要。

對于制造商而言,應:

1. 明確要求:首先查閱產品的專屬標準,以確定其必須滿足的EFT/B抗擾度等級、性能判據以及需要測試的端口。

2. 早期設計:在產品開發階段就考慮EFT/B防護設計(如使用濾波、屏蔽、瞬態抑制器件等)。

3. 選擇合格實驗室:在具有相應資質(如ISO/IEC 17025認可)和經驗的測試實驗室進行認證測試,并確保其測試配置(尤其是接地參考板)符合標準要求。

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