我们来详细了解一下脉冲群发生器，脉冲群发生器在电子设备电磁兼容性（EMC）测试中非常重要的设备。

 单相脉冲群发生器

什么是脉冲群发生器？

脉冲群发生器，其专业名称是电快速瞬变脉冲群（EFT/Burst）发生器。它是一种专门用于产生模拟现实世界中常见干扰信号的测试设备。

这种干扰的特点是：一连串数量有限、频率固定的极短脉冲（纳秒级），这些脉冲会周期性地重复出现。之所以叫“群”或“一串”（Burst），就是因为这些脉冲是成组出现的。

它模拟的是什么现实干扰？

EFT发生器的主要目的是模拟电路中机械开关在断开感性负载（如继电器、接触器、电机）时产生的瞬态干扰。

• 工作原理：当电流流过电感时，电感会储存磁场能量。当开关突然断开时，根据楞次定律，电感会试图维持电流不变，从而产生一个很高的反向感应电压（可能高达几千伏）。这个高压会击穿开关触点间的空气，产生火花放电。

• 实际例子：

  • 办公室里的吸尘器、电钻突然关闭。

  • 工厂里大型电机、继电器的通断。

  • 汽车中点火系统的动作。

  • 任何带有电机的家电（如冰箱、空调压缩机）的启停。

这些火花放电会产生一连串快速、高能量的脉冲噪声，通过电源线或信号线传导到电网中，从而干扰同一电网中其他电子设备的正常工作。

脉冲群发生器的组成和工作原理

一个典型的EFT发生器主要由以下几部分组成：

1. 高压源：提供一个稳定的直流高压（通常最高到4kV或更高）。

2. 充电电阻：限制对脉冲形成电容的充电电流。

3. 脉冲形成电容：储存能量，其容量决定了单个脉冲的能量。

4. 放电开关：这是核心部件，通常是一个高速的氢闸流管或固态开关。它周期性地快速导通和关闭，将电容上的能量通过阻抗匹配电阻释放到负载上，从而形成脉冲。

5. 阻抗匹配电阻：确保发生器输出阻抗符合标准要求（通常是50Ω）。

6. 隔直电容：阻止直流成分输出，只允许脉冲通过。

7. 控制电路：控制脉冲的重复频率、持续时间、间隔时间以及输出电压的幅度。

其简化工作原理是：直流高压源通过充电电阻给脉冲电容充电 -> 控制电路触发放电开关快速闭合 -> 电容通过匹配电阻和隔直电容向被测设备放电，形成一个脉冲 -> 开关断开，过程重复，形成一串脉冲。

主要技术参数（根据国际标准 IEC 61000-4-4）

EFT测试是强制性的EMC测试项目，其发生器参数被严格规定：

• 脉冲波形：

  • 上升时间：5 ns（±30%）

  • 脉冲持续时间（半高宽）：50 ns（±30%）

    

• 脉冲群特性：

  • 脉冲重复频率： 5kHz 或 100kHz（根据不同标准等级）

  • 脉冲群持续时间： 15 ms

  • 脉冲群周期： 300 ms

• 输出电压：

  • 通常范围从 0.5 kV 到 4.0 kV，甚至更高（针对严酷工业环境）。

  • 测试电压需在开路状态下校准。

• 输出极性： 正极性和负极性都需要测试。

• 源阻抗： 50Ω

测试如何进行的？（EFT Immunity Test）

EFT测试属于 immunity （抗扰度）测试，即检验被测设备（EUT）在被施加干扰时，能否继续保持正常性能而不出现故障、重启或数据错误。

1. 耦合方式：

   • 耦合/去耦网络（CDN）：用于电源线测试，将脉冲群耦合到电源线上，同时阻止干扰脉冲窜回电网影响其他设备。

   • 容性耦合夹（CCC）：用于信号线/控制线测试。它是一个非接触式的装置，通过电场将脉冲群耦合到一束导线上。

     

2. 测试过程：

   • 将EUT放置在参考接地平面上。

   • 根据产品标准选择测试等级（如Level 1: 0.5kV, Level 4: 4kV）。

   • 使用CDN或耦合夹，将EFT发生器产生的脉冲群施加到EUT的电源端口和信号端口。

   • 每个极性、每个端口至少持续测试1分钟。

监测EUT的功能和性能是否出现降级或失效。

总结