雷擊浪涌耦合去耦網(wǎng)絡(luò )作用及參數設計

為了真實(shí)模擬設備在實(shí)際運行中可能遇到的雷擊或開(kāi)關(guān)切除瞬變造成的電壓或電流浪涌,評價(jià)電子電氣設備對雷擊浪涌的抗擾度水平,標準要求受試設備(EUT)要在規定的帶電(DC或AC供電電源)工作狀態(tài)下,用能產(chǎn)生1.2/50μs開(kāi)路電壓波和8/20μs短路電流波的組合波信號發(fā)生器進(jìn)行雷擊浪涌抗擾度試驗,以檢驗設備在實(shí)際運行過(guò)程中的抗干擾能力

耦合網(wǎng)絡(luò )的作用是將組合波發(fā)生器的浪涌信號傳送到EUT上,限制從電源線(xiàn)流入組合波發(fā)生器的電流對發(fā)生器本體造成破壞,減小對浪涌波形的影響。去耦網(wǎng)絡(luò )的作用是為浪涌波提供足夠的去耦阻抗,避免浪涌竄入電網(wǎng)對由同一電源供電的非受試設備產(chǎn)生不利影響。此外,連接到同一電源的其他設備可能含有防雷器件,在不使用去耦網(wǎng)絡(luò )的情況下,非受試設備上防雷器件會(huì )阻止EUT上浪涌的施加及影響浪涌試驗結果。

耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )(CDN)的結構和電路參數的設計需考慮到功能的實(shí)現和參數的優(yōu)化研究。
1、耦合網(wǎng)絡(luò )

一般浪涌信號耦合到EUT上的方式有電容耦合和氣體放電管耦合,其中后者對組合波發(fā)生器的輸出波形影響較明顯,故前者較常見(jiàn)。若選用小的耦合電容值,則電源側殘余浪涌電壓較低,但產(chǎn)生沖擊電流的效率較低;若選用大的耦合電容值,則耦合到EUT效率較高,但殘余電壓較高。為兼顧輸出效率和殘余電壓?jiǎn)?wèn)題,國家標準指定線(xiàn)—線(xiàn)耦合(差模方式)采用18μF的電容,線(xiàn)—地耦合(共模方式)采用9μF的電容[5,8,9]。低壓電網(wǎng)對地的源阻抗為12Ω,對于虛擬阻抗(定義為開(kāi)路電壓峰值與短路電流峰值之比)為2Ω的組合波發(fā)生器,在進(jìn)行線(xiàn)—地耦合時(shí),要另外再串聯(lián)10Ω的附加電阻,以增加有效源阻抗。
2、去耦網(wǎng)絡(luò )
    去耦網(wǎng)絡(luò )一般由去耦電感L和去耦電容C構成的LC低通濾波器組成。為線(xiàn)—地和線(xiàn)—線(xiàn)去耦網(wǎng)絡(luò )的等效電路圖,Rs、R′s為浪涌電源的源阻抗,線(xiàn)—地情況下Rs=12Ω,線(xiàn)—線(xiàn)情況下R′電路的電壓傳輸函數分別為:s=2Ω。
    去耦網(wǎng)絡(luò )的參數選擇
去耦網(wǎng)絡(luò )中L、C參數的選擇與浪涌信號的頻率特性有關(guān),IEC610002425:1995[7]及國家標準GB/T17626.521998[5]對去耦網(wǎng)絡(luò )的去耦性能規定“:當受試設備沒(méi)有與去耦網(wǎng)絡(luò )連接時(shí),在未加浪涌線(xiàn)路上的殘余浪涌電壓不應超過(guò)*大所施加電壓的15%”“;當受試設備、供電網(wǎng)絡(luò )未與耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )連接時(shí),在去耦網(wǎng)絡(luò )電源輸入端上的殘余浪涌電壓不應超過(guò)所施加電壓的15%或電源電壓峰值的兩倍,兩者中取大者”。即標準要求去耦網(wǎng)絡(luò )對浪涌信號的衰減要≥16dB。