Перейти к содержанию

IEC 61000-4-4. Испытание на устойчивость к быстрым переходным процессам (пачкам)

IEC 61000-4-4 проверяет, как оборудование переносит пачки коротких импульсов, которые возникают при коммутации реле и индуктивных нагрузок. Стандарт задаёт уровни для портов питания и сигнальных портов, параметры генератора пачек, способы подачи помехи и порядок испытаний. Ниже — главное из таблиц 1 и 2 и редакции стандарта.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

IEC 61000-4-4 — базовый стандарт ЭМС на испытание электрического и электронного оборудования повторяющимися быстрыми переходными процессами — пачками наносекундных импульсов (EFT, electrical fast transient/burst). Помеха подаётся на порты питания, сигналов, управления и заземления и имитирует переходные процессы при прерывании индуктивных нагрузок, дребезге контактов реле и коммутации. Короткое определение и примеры из даташитов — в словарной статье «Пачки импульсов EFT».

Коротко

IEC
издание 3.0, 2012 г.
Россия
ГОСТ IEC 61000-4-4-2016 (IDT)
Импульс
5/50 нс на 50 Ом
Пачка
15 мс (5 кГц) или 0,75 мс (100 кГц)
Период пачек
300 мс
Уровень 4
4 кВ питание, 2 кВ сигналы

Испытательные уровни (табл. 1)

Напряжение задают как пиковое значение на выходе генератора в режиме холостого хода. Таблица 1 даёт четыре уровня и открытый уровень X отдельно для порта питания (вместе с портом защитного заземления) и для портов управления и сигналов, и для каждого уровня допускает две частоты повторения импульсов в пачке — 5 или 100 кГц. Ключевые точки: на порте питания уровни идут от 0,5 кВ (уровень 1) до 4 кВ (уровень 4), на сигнальных портах напряжение каждого уровня вдвое меньше — от 0,25 до 2 кВ. Промежуточные значения — в тексте стандарта (ГОСТ IEC 61000-4-4-2016, табл. 1).

Уровень X может быть выше, ниже или между стандартными и задаётся стандартом на продукцию. Примечания к таблице: традиционно испытывают при 5 кГц, но 100 кГц лучше соответствует реальности; если различие между портами питания и сигналов неочевидно, его устанавливает комитет по продукции. TI в SLVA711 добавляет к уровням токи короткого замыкания генератора: на порте питания от 10 А для уровня 1 до 80 А для уровня 4, на сигнальных линиях — вдвое меньше.

Генератор пачек (п. 6.2)

Генератор работает на коаксиальный выход с эффективным сопротивлением 50 Ом через разделительный конденсатор 10 нФ, асинхронно с сетью, импульсами обеих полярностей. Одиночный импульс на нагрузке 50 Ом имеет фронт 5 нс и длительность 50 нс по уровню 50 % — отсюда обозначение 5/50 нс. Импульсы идут пачками: при 5 кГц пачка длится 15 мс, при 100 кГц — 0,75 мс, а пачки повторяются с периодом 300 мс. Допуски на эти параметры приведены в п. 6.2.2 ГОСТ IEC 61000-4-4-2016.

Генератор калибруют на нагрузках 50 и 1000 Ом (табл. 2): на 50 Ом выходное напряжение вдвое меньше напряжения холостого хода, на 1000 Ом — на 5 % меньше. Генератор должен выдерживать короткое замыкание выхода.

Как подают помеху

На порты питания помеху подают через устройство связи/развязки (CDN), которое одновременно не пускает её обратно в сеть. На сигнальные и управляющие линии — через ёмкостные клещи связи: кабель укладывают в клещи, и помеха наводится на все его жилы сразу (SLVA711, рис. 4). Поэтому защищать приходится каждую линию интерфейса, а не только питание.

Что это значит для схемотехника

Энергия пачки — порядка сотен миллиджоулей (SLVA711), больше, чем у электростатического разряда. Против неё работают TVS-диоды на линиях, фильтры и экранирование кабелей. Интерфейсные микросхемы для промышленных линий часто заявляют уровень IEC 61000-4-4 прямо в даташите: например, трансивер RS-485 THVD1450 нормирован на ±4 кВ по IEC 61000-4-4 на выводах шины. Источник самих помех рядом с вами — дребезг контактов реле и разрыв цепи индуктивной нагрузки.

Связанные стандарты и статус

  • Серия IEC 61000-4: IEC 61000-4-2 — электростатический разряд, IEC 61000-4-5 — выбросы напряжения большой энергии.
  • IEC 61000-4-4:2012 (издание 3.0) заменило издание 2004 года с изменением 2010 года. В карточке МЭК год пересмотра — 2026; проект следующего издания уже разослан на рассмотрение.
  • В России: ГОСТ IEC 61000-4-4-2016, идентичный изданию 2012 года, введён с 1 сентября 2017 года; ранее введён ГОСТ 30804.4.4-2013, модифицированный по отношению к изданию 2004 года.

Частые вопросы

Какой уровень IEC 61000-4-4 нужен для промышленного оборудования?

Выбор уровня — задача стандарта на продукцию. TI в SLVA711 отмечает, что для промышленных сигнальных линий обычно задают 2 кВ — это уровень 4 для сигнальных портов по таблице 1. Для портов питания уровень 4 соответствует 4 кВ.

Почему в таблице две частоты повторения, 5 и 100 кГц?

Традиционно испытывают при 5 кГц, но, как сказано в примечании к таблице 1, частота 100 кГц ближе к реальным помехам. Какую применять, решает комитет по продукции. При 5 кГц пачка длится 15 мс, при 100 кГц — 0,75 мс; пачки повторяются каждые 300 мс.

Действует ли ГОСТ 30804.4.4-2013?

В России введены оба: ГОСТ 30804.4.4-2013 (на основе IEC 61000-4-4:2004) с 1 января 2014 года и ГОСТ IEC 61000-4-4-2016 (идентичный изданию 2012 года) с 1 сентября 2017 года. Какой применять, указывает стандарт на продукцию или технический регламент; актуальный статус проверяйте по каталогу Росстандарта.

Источники

  1. IEC 61000-4-4:2012. Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-4: Testing and measurement techniques — Electrical fast transient/burst immunity test, edition 3.0 — карточка и аннотация: издание 3.0 от 30 апреля 2012 г. заменило издание 2004 г. с изменением 1 (2010); базовая публикация ЭМС; порты питания, сигналов, управления и заземления; уточнены характеристики генератора, критерии и установки; год пересмотра — 2026, проект нового издания разослан как CD
  2. ГОСТ IEC 61000-4-4-2016. Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-4. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к электрическим быстрым переходным процессам (пачкам) — введён в РФ с 1 сентября 2017 г. приказом Росстандарта от 20 декабря 2016 г. № 2051-ст, идентичен IEC 61000-4-4:2012; разд. 4–5, табл. 1 — уровни и частоты повторения; 6.2 — генератор: выход 50 Ом, разделительный конденсатор 10 нФ, пачка 15 мс при 5 кГц и 0,75 мс при 100 кГц, период пачек 300 мс, импульс 5/50 нс; табл. 2 — напряжения на нагрузках 50 и 1000 Ом
  3. ГОСТ 30804.4.4-2013 (IEC 61000-4-4:2004). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний — введён с 1 января 2014 г. приказом Росстандарта № 403-ст, модифицирован по отношению к IEC 61000-4-4:2004
  4. Texas Instruments. IEC 61000-4-x Tests for TI's Protection Devices, SLVA711 (June 2015) — разд. 2: установка для портов ввода-вывода с ёмкостными клещами; табл. 2 — уровни и токи короткого замыкания; для промышленных сигнальных линий обычно 2 кВ; энергия пачек — сотни миллиджоулей
  5. Texas Instruments. THVD1450 3.3-V to 5-V RS-485 Transceiver, SLLSEY3E (May 2018, revised May 2019) — ±4 кВ IEC 61000-4-4 на выводах шины; EFT обычно вызваны дребезгом контактов реле и разрывом индуктивных нагрузок; импульсная мощность 4 кВ EFT намного больше, чем 10 кВ ESD

Нашли ошибку?

Смотрите также