近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們在生產(chǎn)、生活中使用的電氣、電子設(shè)備也越來越廣泛。但由于這些設(shè)備的電子電路集成程度越來越高，工作頻段越來越寬泛，在工作中經(jīng)常會有意或無意的產(chǎn)生一些有用或無用的電磁能量。這些能量很可能會干擾到其他設(shè)備的正常工作，電磁干擾問題越來越復(fù)雜，使得許多技術(shù)人員和管理人員也越來越重視電磁兼容設(shè)計問題。目前，電磁兼容性已經(jīng)成為衡量電子、電氣產(chǎn)品整體質(zhì)量性能的一個重要指標(biāo)。它不僅可以反映出設(shè)備本身的工作安全性和運行可靠性；而且還可判斷是否會對其他設(shè)備和系統(tǒng)的正常工作造成影響。我司為了提高產(chǎn)品的EFT抗干擾水平早在十年前就引進了EFT發(fā)生器，用以提高公司產(chǎn)品的EFT抗干擾水平。以下就談?wù)劥蟛糠蛛娮赢a(chǎn)品需要通過的EFT抗擾度試驗及其對策。

 1. EFT干擾機理及測試

1.1 干擾機理：EFT是由電感性負(fù)載（如繼電器、接觸器產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾、高壓開關(guān)切換產(chǎn)生的輻射干擾等）在斷開或接通時，由于開關(guān)觸點間隙的擊穿或觸點彈跳等原因，在開關(guān)處產(chǎn)生一連串的暫態(tài)脈沖（脈沖群）騷擾。當(dāng)感性負(fù)載多次重復(fù)通斷，則脈沖群又會以相應(yīng)的時間間隙多次重復(fù)出現(xiàn)。產(chǎn)生此類脈沖的原因包括：小型感性負(fù)載切換、繼電器觸電跳動（傳導(dǎo)干擾）；高壓開關(guān)裝置切換（輻射干擾）。EFT的特點是上升時間快，持續(xù)時間短，能量低，但具有較高的重復(fù)頻率。它一般不會引起設(shè)備的損壞，但由于其干擾頻譜分布較寬，會對設(shè)備正常工作產(chǎn)生影響。其干擾機理為EFT對線路中半導(dǎo)體結(jié)電容單向連續(xù)充電累積，引起電路乃至設(shè)備的誤動作。

1.2  EFT測試及相關(guān)要求：

不同的電子、電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對EFT抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于EFT抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T 17626.4這一電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹下該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。

1.2.1 適用對象及試驗?zāi)康?/span>

EFT抗擾度試驗適用于在住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)使用的各類電子、電氣設(shè)備。

EFT抗擾度是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設(shè)備的電源端口、信號和控制端口并觀察被測設(shè)備在遭受這些脈沖干擾時對原有性能保持程度的一種測試。試驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設(shè)備在遭受這類暫態(tài)騷擾影響時的性能。通過測試對電氣和電子設(shè)備在受到重復(fù)性快速瞬變脈沖群干擾時的性能進行評定。

1.2.2  EFT試驗波形 

電快速脈沖群是由間隔為300ms的連續(xù)脈沖串構(gòu)成，每一個脈沖串持續(xù)15ms，由數(shù)個無極性的單個脈沖波形組成，單個脈沖的上升沿5ns，持續(xù)時間50ns，重復(fù)頻率5K。根據(jù)傅立葉變換算法，它的頻譜是從5K—100M的離散譜線，每根譜線的距離是脈沖的重復(fù)頻率。見圖1：

                                   圖1

1.2.3  試驗等級及其選擇

以下表格（表1）列出了EFT試驗等級及分別針對供電電源端口、保護接地以及I/O信號、數(shù)據(jù)和控制端口對應(yīng)的電壓峰值和重復(fù)頻率。

為了使公司產(chǎn)品在現(xiàn)場使用中有更佳的可靠性，本公司產(chǎn)品的試驗等級大多都選在3級以上；重復(fù)頻率5和100KHz（重復(fù)頻率增加100KHz使得測試標(biāo)準(zhǔn)比5KHz更嚴(yán)酷）。

1.2.3  試驗布置及實施

測試時樣品處于正常工作狀態(tài)，根據(jù)端口類型選擇相應(yīng)的試驗等級和耦合方式。根據(jù)端口類型選擇相應(yīng)的試驗等級和耦合方式。根據(jù)其端口及其組合，依次施加試驗電壓。

對電源端子選擇耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)施加干擾，耦合電容為33nF（公司使用的EFT發(fā)生器內(nèi)部已含耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）。對I/O信號、數(shù)據(jù)和控制端口選擇專用容性耦合夾施加干擾，等效耦合電容約為50~200pF。

對電源端口，應(yīng)通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)在每一根傳輸線及傳輸線各種組合與地之間施加EFT干擾（注意：當(dāng)受試設(shè)備只有兩根電源進線（一根L，一根N），而且不設(shè)專門接地線時，受試設(shè)備就不能在試驗時單獨再拉一根接地線。同理三芯電源進線也不允許另外再設(shè)接地線，而且受試設(shè)備的電氣接地線必須經(jīng)受抗擾度試驗）。對信號控制端口，一般將連接電纜整體放入容性耦合夾進行測試。哪些端口需進行測試由產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。每種組合應(yīng)在正、負(fù)兩種脈沖極性下分別進行，每種測試狀態(tài)持續(xù)時間不少于1min。不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)對試驗實施可根據(jù)產(chǎn)品的特點有特別的規(guī)定。

2、EFT 試驗失敗原因分析

2.1從干擾施加方式分析

對電源線施加EFT干擾時，信號發(fā)生器輸出的一端通過33nF的電容注入到被測線上，另一端通過耦合單元的接地端子與大地相連；對信號/控制線施加EFT干擾時，信號發(fā)生器輸出通過耦合夾與受試電纜之間的分布電容進入受試電纜。這兩種干擾注入都屬于對大地的共模注入方式，所有的差模抑制方法對此類干擾無能為力。

2.2從干擾傳輸方式分析

EFT干擾脈沖含有及其豐富的高頻成分，沿線纜傳輸時，會有一部分干擾能量從線纜中向周圍空間輻射，從而進入受試設(shè)備，這樣受試設(shè)備最終受到的是傳導(dǎo)和輻射的復(fù)合干擾。因此單純對EFT干擾施加端口采取傳導(dǎo)干擾抑制（如：加濾波器）方式不能完全克服干擾的影響。

2.3根據(jù)EFT干擾造成設(shè)備失效的機理分析

EFT單個脈沖能量較小，一般不會對設(shè)備造成影響。但它是持續(xù)一段時間的單級性脈沖串，會對設(shè)備半導(dǎo)體結(jié)電容充電產(chǎn)生累積，最后達(dá)到并超過芯片抗擾度電平時，甚至?xí)斐蓴?shù)字系統(tǒng)的位錯、復(fù)位、內(nèi)存錯誤以及死機等現(xiàn)象。因此，線路出錯會有個時間過程，而且會有一定的偶然性和隨機性。測試結(jié)果與設(shè)備線纜布置、設(shè)備運行狀態(tài)和脈沖參數(shù)、脈沖施加的組合等都有極大的相關(guān)性。為了抵抗瞬態(tài)干擾，大多數(shù)電路都在輸入端安裝積分電路，這對單個脈沖具有很好的抑制作用，但是對脈沖串則不能有效地抑制。

2.4從EFT干擾傳輸途徑分析

如圖二所示，EFT干擾主要通過以下幾種途徑干擾被測設(shè)備:

a）EFT干擾通過耦合單元進入設(shè)備電源線和控制信號線，并沿著這些線纜進入被測設(shè)備；雖然通過接口濾波器時有所衰減，但依然有較高的干擾電壓進入設(shè)備內(nèi)部，影響電路的正常工作。

b)線纜上的干擾同時會在傳導(dǎo)過程中向空間輻射，被鄰近電纜接收并進入設(shè)備內(nèi)部對電路形成干擾，當(dāng)沒有對EFT所有的連接電纜采取防護措施時，較易出現(xiàn)這種互擾現(xiàn)象。

c)線纜干擾進入設(shè)備內(nèi)部后，直接通過空間輻射被內(nèi)部電路接收，對電路形成干擾。當(dāng)PCB接口上有濾波措施，但線纜與電路距離較近時，容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

                                     圖二

3.電子產(chǎn)品通過EFT試驗的一般對策

針對以上所列的失敗原因，我們可采取的對策包括：

a) 對直接傳導(dǎo)干擾以共模抑制為主；）

b) 為抑制傳導(dǎo)和輻射兩種途徑的干擾，除對端口進行濾波外，還需對敏感電路進行屏蔽；

c) 為了抑制密集單極性脈沖群，單純使用反射型電容、電感濾波會很快飽和，考慮到電源和信號傳遞采用RC類的吸收濾波器未必適用，較好的方式是利用高頻鐵氧體對高頻干擾呈阻性，能直接吸收并轉(zhuǎn)化為熱能來吸收此類干擾；

d) 選擇傳輸線濾波電路應(yīng)覆蓋侵入的EFT干擾的頻譜范圍；

e) 對EFT干擾，若在干擾通道先采用對地的脈沖吸收器來吸收大部分的脈沖電壓和能量，再配合吸收式共模濾波器，可起到事半功倍的效果；

f) 除對干擾直接傳輸通道采取脈沖吸收和濾波，對空間輻射采取屏蔽和隔離等措施外，為防止EFT干擾通過空間輻射到其它端口線再從該線侵入敏感設(shè)備，應(yīng)對干擾端口線與其它端口線進行空間分割，并對其它端口也采取適當(dāng)?shù)墓材８蓴_抑制措施。

總之，EFT干擾廣泛存在于日常用電的環(huán)境中，而電子類產(chǎn)品中存在大量對EFT干擾非常敏感的模擬和數(shù)字電路，因此，絕大多數(shù)電子產(chǎn)品的電磁兼容抗擾度測量項目都包括EFT抗擾度測試。與一般的抗擾度測試相比，EFT干擾有較為獨特的地方，因此電子產(chǎn)品設(shè)計中除符合一般的電磁兼容抗擾度設(shè)計規(guī)則外，還需針對EFT干擾特點，采取對應(yīng)的對策措施。自從公司引進了EFT發(fā)生器后，研發(fā)人員對產(chǎn)品EFT測試時遇到的問題采取針對性的干擾抑制，使公司產(chǎn)品的EFT抗干擾能力和可靠性得到很大的提升。