原標(biāo)題：EMS中的浪涌抗擾度的共模浪涌測(cè)試，你了解嗎？

共模浪涌測(cè)試是電磁兼容（EMS）測(cè)試中的重要項(xiàng)目，主要用于評(píng)估設(shè)備在遭受浪涌電壓（如雷擊、開關(guān)切換引起的瞬態(tài)過電壓）時(shí)，其接口及內(nèi)部電路的抗干擾能力。以下從測(cè)試原理、標(biāo)準(zhǔn)要求、實(shí)施方法及防護(hù)措施等方面進(jìn)行詳細(xì)解析。

一、測(cè)試原理

1. 共模干擾定義
   共模干擾指兩根信號(hào)線對(duì)地之間的噪聲電壓，其特點(diǎn)是幅度相等、相位相同。例如，雷擊或電網(wǎng)切換時(shí)，電源線與地之間可能產(chǎn)生瞬態(tài)高壓，形成共模浪涌。

2. 測(cè)試等效模型
   共模浪涌測(cè)試中，電源線（ACL/ACN）與保護(hù)地（PE）之間施加浪涌電壓，等效為一個(gè)內(nèi)阻約12Ω、脈沖電壓為6kV的電壓源，與共模電感、Y電容串聯(lián)。Y電容通常選擇耐壓較高的Y1等級(jí)，6kV浪涌能量不足以損壞其絕緣。

3. 測(cè)試目的
   驗(yàn)證設(shè)備在共模浪涌沖擊下，接口電路是否損壞，性能是否下降，能否在浪涌后恢復(fù)正常工作。

二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與等級(jí)

1. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

• 工業(yè)環(huán)境：6kV（類別3）

• 住宅環(huán)境：4kV（類別2）

• IEC 61000-4-5：規(guī)定浪涌抗擾度測(cè)試方法，包括共模浪涌測(cè)試。

• 等級(jí)劃分：根據(jù)設(shè)備應(yīng)用環(huán)境，浪涌電壓等級(jí)分為2kV、4kV、6kV、8kV。例如：

2. 測(cè)試波形

• 1.2/50μs開路電壓波形：模擬雷擊浪涌的快速上升沿。

• 8/20μs短路電流波形：模擬浪涌電流的快速上升和緩慢下降特性。

3. 測(cè)試端口

• 電源線（L/N）與地（PE）之間。

• 信號(hào)線與地之間（如通信接口）。

三、測(cè)試實(shí)施方法

1. 測(cè)試設(shè)備

• 浪涌發(fā)生器：產(chǎn)生1.2/50μs開路電壓和8/20μs短路電流。

• 耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)：將浪涌信號(hào)耦合到被測(cè)設(shè)備（EUT）的電源線或信號(hào)線。

• 示波器：監(jiān)測(cè)浪涌波形及EUT的響應(yīng)。

2. 測(cè)試步驟

• 電源線對(duì)地施加正負(fù)極性浪涌，各5次。

• 信號(hào)線對(duì)地施加浪涌（如適用）。

• 預(yù)處理：確保EUT處于正常工作狀態(tài)。

• 施加浪涌：

• 觀察與記錄：檢查EUT是否損壞、性能是否下降，浪涌后能否自動(dòng)恢復(fù)。

3. 判據(jù)

• EUT在浪涌沖擊下不得出現(xiàn)永久性損壞。

• 浪涌后，EUT應(yīng)能恢復(fù)正常工作，性能指標(biāo)符合要求。

四、防護(hù)措施與電路設(shè)計(jì)

1. Y電容選擇

• Y電容用于抑制共模干擾，需選擇耐壓等級(jí)高于測(cè)試電壓的Y1級(jí)電容。例如，6kV浪涌測(cè)試時(shí)，Y電容耐壓應(yīng)≥6kV。

2. 共模電感與放電設(shè)計(jì)

• 共模電感兩端可能產(chǎn)生高壓，需并聯(lián)放電管（MOV）或壓敏電阻（MOV2）限制電壓，防止飛弧損壞周圍器件。

• 在PCB設(shè)計(jì)中，可在共模電感兩端加入放電齒，通過尖端放電避免對(duì)其他電路的影響。

3. 差模與共模濾波

• 差模干擾通過X電容和差模電感抑制。

• 共模干擾通過共模電感和Y電容抑制。

4. 接口保護(hù)

• 通信接口（如RS-485、CAN總線）需增加TVS二極管或氣體放電管（GDT），限制浪涌電壓。

五、測(cè)試失敗原因與改進(jìn)建議

1. 常見失敗原因

• 浪涌電壓導(dǎo)致Y電容擊穿（若耐壓不足）。

• 共模電感兩端高壓飛弧，損壞周圍器件。

• 接口電路（如整流二極管）因浪涌電壓過高而損壞。

2. 改進(jìn)建議

• 優(yōu)化Y電容選型，確保耐壓高于測(cè)試電壓。

• 在共模電感兩端并聯(lián)放電管或壓敏電阻，限制高壓。

• 增加接口保護(hù)器件，如TVS二極管。

• 優(yōu)化PCB布局，避免高壓區(qū)域靠近敏感器件。

六、應(yīng)用案例

1. 工業(yè)設(shè)備

• 工業(yè)環(huán)境中的設(shè)備（如PLC、變頻器）需通過6kV共模浪涌測(cè)試，確保在雷擊或電網(wǎng)切換時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 通信設(shè)備

• 通信基站設(shè)備需通過浪涌測(cè)試，防止因雷擊導(dǎo)致通信中斷。

3. 消費(fèi)電子

• 家用電器（如電視、空調(diào)）需通過4kV共模浪涌測(cè)試，確保在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)安全運(yùn)行。

七、總結(jié)

共模浪涌測(cè)試是評(píng)估設(shè)備抗干擾能力的重要手段，通過合理的電路設(shè)計(jì)和防護(hù)措施，可有效提升設(shè)備的浪涌抗擾度。工程師需根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景，選擇合適的測(cè)試等級(jí)和防護(hù)方案，確保產(chǎn)品符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。