王月焜，李彥，江朝軍

（1.遵義市產品質量檢驗檢測院，遵義 563099；2.公牛集團股份有限公司，慈溪 315314）

引言

電源線尖峰信號時域傳導發(fā)射項目是電磁兼容試驗和供電兼容試驗中的一項常規(guī)試驗項目，用于考核受試品(以下簡稱EUT)在各種開關切換瞬間，沿電源線向外發(fā)射的尖峰電壓信號，其數次操作產生的最大的正負尖峰電壓應滿足相應限值要求。在實際測試過程中，因為測試標準的差異、標準本身的不詳盡，常常導致該項目測試結果判斷不準確。本文主要分析了幾個標準之間的差異和存在的缺陷，提出該項目試驗的改進方法。

1 標準中的試驗方法與缺陷

1.1 軍用設備電磁兼容試驗

在GJB 151B-2013《軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》中，CE107 電源線尖峰信號時域傳導發(fā)射試驗布置如圖1 所示，由圖中可以看出，電源輸入和LISN 之間無開關，EUT 的電源開關和狀態(tài)切換開關隱含在EUT 框圖內。試驗中，連接在LISN 電源輸出線和地線之間的示波器上一直存在輸出電壓，當切換電源開關和狀態(tài)開關時，EUT 引起的電壓尖峰信號直接疊加在輸出電源線上。

圖1 軍標試驗布置

標準規(guī)定，尖峰信號的幅值以開關操作瞬間出現在電源電壓波形處的電壓為基準，不是以示波器縱軸的0 V 為基準[1]。對于直流供電產品，示波器采用直流耦合很容易讀出電壓變化，但是對于交流供電產品電壓尖峰有時候監(jiān)測不明顯，尖峰信號判讀較為困難。

總的來說，以上試驗存在兩方面的缺陷。

1）試驗認為電源開關和狀態(tài)切換開關隱含在EUT 內，而事實是許多研制產品自身不帶電源開關，但對產品通斷瞬間的尖峰發(fā)射信號確有要求，試驗時只得外接開關替代，由于缺乏對開關的規(guī)定和操作差異性，該試驗的一致性和可重復性較低。

2）如圖2 所示為220 V/50 Hz 交流供電產品試驗截圖，若按標準要求從電壓變化波形處開始讀取尖峰信號，變化的電壓值為426.25 V，其值遠超出220 V 的+50 %，即110 V 限值。顯然該電壓變化波形不像產生了尖峰信號，也無法從中讀出辦峰值脈沖寬度，因此該結果判讀方式存在缺陷。

圖2 交流產品開關閉合波形

1.2 飛機用電設備供電兼容試驗

在某型號飛機用電設備供電兼容試驗方法中，電源線尖峰信號時域傳導發(fā)射試驗布置如圖3 所示，由圖中可以看出，電源輸入和LISN 之間的正線連接了接觸器，開關K 控制接觸器的通斷，進而控制EUT 的通斷來測量尖峰信號，因此默認EUT 框圖內不存在開關，或開關應保持常閉狀態(tài)進行試驗。除此以外，該方法完全引用了GJB 151B-2013 中的結果判讀原則，顯然此時示波器上并不是一直存在輸出電壓，典型的直流EUT上電波形如圖4所示。

圖3 飛機用電設備試驗布置

以上試驗同樣存在兩方面的缺陷。

1）雖然試驗統(tǒng)一了EUT 通斷開關為輸入電源和LISN 之間的接觸器，但沒有對該接觸器進行規(guī)定，試驗的可重復性較差；同時，對于自身具備電源開關的產品考核不全面。

2）在尖峰電壓讀取時存在較大的缺陷。如圖4 所示，若按照GJB 151B-2013 中的要求，尖峰信號從電壓變化瞬間開始計算，則從0 V 上升到穩(wěn)態(tài)的電壓就已超出了+50 %的極限要求，圖4 為典型的阻性負載上電波形，其尖峰信號超標的結論顯然不合理。如此計算，還存在幾乎所有測試結論均不合格的情況。

圖4 直流EUT 上電波形

1.3 汽車電子電磁兼容試驗

在GB/T 21437.2-2008《道路車輛 由傳導和耦合引起的電騷擾第2 部分：沿電源線的電瞬態(tài)傳導》標準中，電壓瞬態(tài)發(fā)射試驗等同于上述的電壓尖峰時域傳導發(fā)射試驗，其試驗布置如圖5 所示，該標準中對人工網絡AMN 和通斷開關S 進行了規(guī)范，負線接地，尖峰電壓即為正負線之間產生的電壓，每根電源線不再單獨對地測試。

圖5 汽車電子試驗布置

標準中對尖峰電壓的規(guī)定是以示波器的0 V 為基準，記錄含有最大正幅度和最大負幅度（及與之相關的參數）的波形[2]。

以上試驗雖然在測試過程中沒有爭議，但是對于產品自身具備電源開關，以及產品本身就是開關和接觸器一類的產品，沒有真正考核到產品的性能，存在缺陷。

2 試驗方法與結果判讀改進

根據以上分析發(fā)現，難以對所有類型產品執(zhí)行統(tǒng)一的試驗方法，因此建議將產品分為如下兩類進行試驗。

2.1 帶開關試驗產品

對自身無開關產品和開關一類產品在頂層試驗大綱規(guī)劃時，應盡量協(xié)調配套產品一起進行試驗，否則按后續(xù)規(guī)定執(zhí)行；開關一類產品單獨進行試驗時，應帶相同阻值的阻性負載進行試驗，以上兩類產品試驗方法同自身帶開關產品一樣，試驗布置參照圖1 進行。

2.2 不帶開關試驗產品

自身無開關產品單獨進行試驗時，依據飛機用電設備供電兼容試驗方法，如圖3 所示，將標準開關連接在電源輸入和LISN 之間，并對該標準開關作出統(tǒng)一規(guī)定，規(guī)定可參照GB/T 21437.2-2008 中對汽車繼電器的要求。

2.3 結果判讀方法

電源線尖峰信號時域傳導發(fā)射測試是為了限制在產品操作瞬間產生的電壓尖峰，以免影響周圍的電路和負載正常工作，主要影響因素是電壓尖峰的幅值和電壓變化時間，因此建議修改結果判讀規(guī)定如下：

正尖峰為超出上限穩(wěn)態(tài)包絡的電壓值，負尖峰為超出下限穩(wěn)態(tài)包絡的電壓值，交直流供電的極限值均為額定電壓的±50 %，記錄電壓的變化時間，而不僅是半峰值脈沖寬度，這將有利于對試驗結果進行更全面的分析評估。

3 總結

電源線尖峰信號時域傳導發(fā)射測試在軍用設備、汽車電子和飛機用電設備的兼容性測試中都具有重要意義，限制電源線上發(fā)射的尖峰電壓信號，有利于避免相鄰電路受到過壓沖擊和電磁干擾，是許多EUT 必不可少的試驗項目。在制定各標準時，考慮的現場情況也許不夠全面，筆者根據多年的一線試驗經驗和同行交流，未能完全解決個人困惑，因此立足試驗目的，提出了上述試驗方法和結果判讀原則，以供同行交流指正。