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实用型小功率开关稳压电源设计(免费下载)

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52

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实用小功率开关稳压电源的设计

摘要：介绍一种实用的小功率开关稳压电源的设计过程。其输出电压稳定度高，源效应和负载效应较小,保护电路完善， 体积小、重量轻、效率高。

关键词:开关稳压电源单端正激磁通复位

1 电路结构选择

开关稳压电源与传统的线性稳压电源相比具有体积小、重量轻、效率高等优点，已成为稳压电源的主流产品。为使电 源结构简单、紧凑，工作可靠、减少成本，小功率开关稳压电源常采用单端反激型或单端正激型电路.与单端反激型 相比，单端正激型开关电流小、输出纹波小、更容易适应高频化。用电流型 PWM 控制芯片 UC3843 构成的单端正激型开 关稳压电源的主电路如图 1 所示.

图 1 主电路的结构

实用的单端正激型开关稳压电源必须加磁通复位电路,以泄放励磁电路的能量。如图 1 所示，开关管 Q 导通时 D1 导通, 副边线圈 N2 向负载供电,D4 截止,自馈电线圈 Nf 电流为零；Q 关断时 D1 截止,D4 导通，Nf 经电容 C1 滤波后向 UC3843 供电，同时原边线圈 N1 上产生的感应电动势使 D3 导通，并加在 RC 上。由于变压器中的磁场能量可通过 Nf 泄放，而 不像一般的 RCD 磁通复位电路消耗在电阻上,这可减少发热，提高效率。

2 电源技术规格 输入电压：AC110/220V； 输入电压变动范围：90V～240V； 输入频率：50/60Hz； 输出电压：12V； 输出电流：2.5A;
工作频率的选择:UC3843 的典型工作频率为 20kHz~500kHz.开关频率的选择决定了变换器的许多特性。开关频率越 高，变压器、电感器体积越小，电路的动态响应也越好。但随着频率的提高,诸如开关损耗,门极驱动损耗,输出整流管的 损耗会越来越突出,而且频率越高，对磁性材料的选择和参数设计要求会越苛刻，另外，高频下线路的寄生参数对线路的 影响程度难以预料,整个电路的稳定性,运行特性以及系统的调试会比较困难。本电路中,选 Rt=1.8kΩ,Ct=10nF.由 UC3843A 定时电阻,电容与振荡器频率的关系曲线图,可得开关频率为 f=85kHz，周期 T=11.8μs；

占空比：设计无工频变压器的单端正激型开关电源时，一般占空比 D 最大不超过 0.5,这里选择 Dmax=0。5.则 Tonmax=T·Dmax=5。9μs。

3 电源设计

3　1 变压器和输出电感的设计

根据电源规格、输出功率、开关频率，选择 PQ26/25 磁芯，磁芯截面积 Se=1。13cm2，磁路有效长度 le=6.4cm,磁芯材料
为 MXO　2000,饱和磁通密度 Bs=0.4T。取变压器最大工作磁感应强度 Bmax=Bs/3=0.133T，则电感系数 AL 值为：

AL=（0.4πμrSe/le）10－6=4.44(μH/N2) 变压器原边线圈匝数为:

N1=UImin×Tonmax/Bmax×Se 式中 UImin 为最小直流输入电压。考虑到交流输入电压为 110V±20%,则交流输入电压最 小值约为 90V，即 UImin=90×=127V.代入得 N1=49。9，取 50 匝。原边线圈电感为：L1=N12AL=11。1mH.副边线圈
匝数为：N2=

式中 UDF、UL 分别为整流二极管 D1 和输出电感 L 上的压降，取 UDF＋UL=0。7V，代入得 N2=10 匝。

副边线圈电感为：L2=N22AL=444μH。

开关管断开时 N1 两端会产生感应电动势,为了保证开关管正常工作，将感应电势限制到 eL≈300V.自馈电线圈要向 UC3843 提供 VCC=12V 工作电压,按电容 C1 上电压 UC1=16V 考虑,可保证足够供电给 UC3843,由 Nf=（Uc1/eL)N1 可得 Nf=2.67 取 3 匝。变压器副边电流为矩形波，其有效值 I2=Io·=1.77A，导线电流密度取 4A/mm2,所需导线截面
为 1。77/4=0.44mm2，选用截面积为 0。1521mm2 的导线(Φ0。49)三根并绕.同样可选择原边导线,原边电流有效值

I1=Io· =0.354A,所需导线截面为 0.354/4=0.0885mm2，选用截面积为 0.09621mm2 的导线（Φ0　41）。

取输出电感的电流变化 ΔIL=0.2Io=0。5A,则输出电感为： L=Tonmax

式中 U2min 为副边线圈最小电压,U2min=（Uo＋UDF＋UL）/Dmax=25。4V，取 UDF=0.5V，Uomax=13V,代入可得 L=140μH。 根据输出电感上电流 IL=Io，所需导线截面应为：2.5/4=0。625mm2，选择截面积为 0。6362mm2 的导线(Φ0　96).

3　2 开关管、整流二极管、续流二极管的选择由于开关管断开时原边线圈 N1 两端的感应电动势限制到 eL≈300V，输 入交流电压经全波整流电容滤波后，直流输入电压的最大值 UImax=240×=339V,所以整流二极管所承受的最高反 向电压 UD1P=eL（N2/N1）=60V,续流二极管所承受的最高反向电压 UD2P=UImax（N2/N1)=68V。流过整流二极管和续流 二极管的最大电流 ID1P=ID2P=Io＋0。5ΔIL=2。75A。根据以上计算选择肖特基半桥 MBR20100CT，平均整流电流 20A，反向 峰值电压 100V。

开关管承受的最大电压 Udsp=339＋300=639V.变压器励磁电流的最大值 ITrP=(UImax/L1)Tonmax=180mA，开关管最大电
流 IdsP=(ID1PN2/N1）＋ITrP=0。73A。根据以上计算,选用功率 MOSFET2SK792，漏源击穿电压 BVDS=900V，最大漏极电流 IDmax=3A。

3　3 反馈电路的设计

电流反馈电路采用电流互感器检测开关管上的电流,原理如图 2 所示.电流互感器的输出分为电流瞬时值反馈和电流平 均值反馈两路,R2 上电压反映电流瞬时值,开关管上的电流增大会使 UR2 增大，当 UR2 大于 1V 时,UC3843 芯片输出脉冲 关断。调节 R1、R2 分压比可改变开关管的限流值，实现电流瞬时值的逐周期比较，这属于限流式保护。输出脉冲关断， 实现对电流平均值的保护,这属于截流式保护。两种过流保护互为补充，使电源更为安全可靠。采用电流互感器采样 使控制电路与主电路隔离，同时与电阻采样相比降低了功耗，有利于提高整个电源的效率。

电压反馈电路如图 3 所示，输出电压通过集成稳压器 TL431 和光耦反馈到 UC3843(1）脚，调节 R1、R2 分压比可设定 和调节输出电压，达到较高的稳压精度。如果输出电压 Uo 升高，集成稳压器 TL431 阴极到阳极的电流增大，使光耦输 出三极管电流增大即 UC3843（1）脚对地的分流变大，UC3843 输出脉宽相应变窄,输出电压 Uo 减小.同样地，如果输 出电压 Uo 减小，可通过反馈调节使之升高。

图 2 电流反馈电路

图 3 电压反馈电路

图 4 变压器过热保护电路

图 5 输出过电压保护电路

图 6 空载保护电路

图 7 输入滤波电路

3　4 保护电路的设计

图 4 为变压器过热保护电路，R3=R4,NTC 为粘贴在变压器上的负温度系数的热敏电阻，常温下 RNTC　R2，运放 U1 构成 滞环比较器。正常工作时,NTC 阻值较大，运放 U＋〈U－，输出为零;当温度上升到设定值时,运放 U1 输出为高电平，
送到 PWM 控制芯片使输出脉冲关断。

图 5 为输出过电压保护电路。稳压管 DZ 的击穿电压稍大于输出电压额定值，输出正常时,DZ 不导通,晶闸管 V 门极电 压为零，不导通。当输出过压时 DZ 击穿，V 受触发导通,使光耦输出三极管电流增大，通过 UC3843 控制开关管关断。

图 6 为空载保护电路。为了防止变压器绕组上电压过高，同时也为了使电源从空载到满载的负载效应较小，开关稳压 电源输出端一般不允许开路。图 6 中 R2　R3,给运放同相输入端提供固定的小电压 U＋。R8 为取样负载电流的分流器， 当外电路未接负载 RL 时，R8 上无电流，运放反相输入端电压 U－=0，因而 U＋〉U－,运放输出电压较高，使三极管 V1 饱和导通,将电源内部的假负载 R7 自动接入。当电源接入负载 RL 时，R8 上的压降使 U－>U＋,运放输出电压为零,V1 截止,将 R7 断开。
3　5 输入滤波电路的设计 输入滤波电路具有双向隔离作用，它可抑制从交流电网输入的干扰信号,同时也防止开关电源工作时产生的谐波和电磁
干扰信号影响交流电网.电路如图 7 所示,是一种复合式 EMI 滤波器，L1、L2 和 C1 构成第一级滤波,共模电感 TR 和
电容 C2、C3 进行第二级滤波。C1 主要用来滤除差模干扰，选用高频特性较好的薄膜电容.电阻 R 给电容提供放电回路， 避免因电容上的电荷积累影响滤波器的工作特性。C2、C3 跨接

图 8 空载时输入功率波形

图 9 半载时输入功率波形

图 10 满载时输入功率波形

图 11 漏极电压 Uds 波形

在输出端，能有效抑制共模干扰。为了减小漏电流 C2、C3 宜选用陶瓷电容器。

4 实验结果

图 8～图 10 为输入电压 220V 的条件下，输出端的负载状况分别为空载、半载和全载时，输入端的功率波形图。由这 3 个图可以看出，输入功率是个脉冲序列，周期为 10ms,即每半个工频周期电源输入端通过整流桥为输入平滑滤波电容 充一次电。测量输入功率时串联于输入端的采样电阻为 2.0Ω,因此功率为图示值除以 2。半载时输出功率 为:12.3662/10=15.29W，全载时输出功率为:12。2552/5=30。04W。电路正常工作时，漏极电压波形如图 11 所示。

（1）输出电压

在各种不同的负载状况下，当输入电压从 90V 变化到 250V 时，相应输出电压测试结果如表 1 所示：

表 1 各种负载状况下的输出电压。

输入电压（V）


输出电压（V）
空载 半载（10Ω) 满载（5Ω）

90
12.455
12.360
12.242
110
12。459
12。368
12.247
220
12。467
12。375
12.255
250
12。471
12。381
12.262

（2)效率
实测各种负载状况下的效率如表 2 所示. 表 2 各种负载状况下的效率

负载
空载
半载(10Ω）
满载（5Ω)
输入功率(W)
3　00
20　03
36　02
输出功率（W）
0
15　29
30　04
效率（％）
0
76　34
83　40

（3）输出纹波电压

实测输出纹波电压峰峰值半载时为 40mV；满载时为 50mV.

5 结语

介绍了一种实用的 30W 开关稳压电源电路的设计过程，该电源采用单端正激型电路结构,输出纹波较小，依靠自馈电 线圈泄放变压器中的磁场能量,实现磁通复位，可减少发热，提高效率,而且去磁绕组匝数少，减小了变压器体积。 应用电流型 PWM 控制器 UC3843，提高了电源的动态响应速度,引入了过压、过流、过热、空载等保护，使电路能可靠 工作。总之，该电源体积小、重量轻、纹波较小,效率较高,输出电压稳定度高，源效应和负载效应较小，保护电路 较为完善，适用于功率小、要求体积小、效率高的场合。

参考文献

1 张占松，蔡宣三编著.开关电源的原理与设计.电子工业出版社。

2 叶治政,叶靖国编著。开关稳压电源.高等教育出版社。 作者简介
姜向东男 1969 年生,现在西安交通大学攻读硕士学位，主要研究领域为功率电子学。

电源标准简介 国际电工委员会（IEC）已经制定了一些有关电源的标准，如直流稳定电源标准：IEC478.1－1974《直流输出稳定电

源术语》；IEC478。2－1986《直流输出稳定电源额定值和性能》;IEC478.3－1989《直流输出稳定电源传导电磁干扰的基 准电平和测量》；IEC478。4－1976《直流输出稳定电源除射频干扰外的试验方法》；IEC478。5－1993《直流输出稳定电源 电抗性近场磁场分量的测量》。这一套标准颁布实施的时间较早，我国相应的国家标准尚未颁布.而有关直流稳定电源 的电子行业标准 SJ2811。1－87《通用直流稳定电源术语及定义、性能与额定值》、SJ2811.2－87《通用直流稳定电源测 试方法》已发布实施 13 年了。长期以来，这两份标准对我国直流稳定电源的科研生产起到了很大的作用。

国际电工委员会（IEC）于 1980 年颁布了 IEC686－80《交流输出稳定电源》,参照该标准制定的我国国家标准 GB/T《交 流输出稳定电源通用规范》已经报批完成，该标准中的术语、技术要求及试验方法参照了 IEC686,除此之外，又增加 了环境试验要求及试验方法、质量评定程序、标志、包装、运输、贮存等要求，使其成为一个能指导交流电源研制全 过程的一个完整的技术规范.

1994 年，原电子工业部颁布了电子行业标准 SJ/T10541－94《抗干扰型交流稳压电源通用技术条件》和 SJ/T10542－94
《抗干扰型交流稳压电源测试方法》，该标准由中国电源学会交流稳定电源专业委员会及国内相关的电源生产厂、所及 检测机构等负责编制，对普通型和抗干扰型交流稳压电源的技术要求、环境要求及相应的试验方法、质量检验规则等 都做了详细的规定.该标准发布实施以来，在交流稳压技术领域得到了广泛的应用。

其它一些标准，如与 IEC443－1974《测量用稳定电源装置》对应的我国电子工业部标准 SJ/Z9035－87《测量用稳定电 源装置》等也在一定范围内得到了应用。

近些年兴起的开关电源及不间断电源，我国也制定了相应的国家标准，如 GB/T14714－93《微小型计算机系统设备用 开关电源通用技术条件》、GB/T14715－93《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》等，在相关的领域中应用也十 分广泛.

原四机部标准 SJ1670－80《电子设备电源名词术语》距今已 20 年了，许多名词术语的解释都已与现行的标准产生了矛 盾，因此，今年信息产业部标准化所组织对该标准进行了修订，保留了一些原标准中仍适用的术语，对该标准的分类 方法进行了较大的调整，这次修订标准的宗旨就是增强标准的适用性，因此,我们根据现代电源领域中最常用的几类 电源进行分类,给出各自的术语及定义，通用的部分单列一章,每一章中的术语及定义都参照相应的国际标准及国家 标准，今年底该项标准上报完成。

我国目前常用的电源标准 中国电子技术标准化研究所黄英华（北京 100007）摘要：介绍了我国目前电源技术领域国家有关标准的制、修订等情况. Brief Introduction to Formulation of China Common Power Supply Standard
Abstract: Formulation and revision of China present power supply technologies standard are introduced in this paper

Keywords: Power supply,Standard
关键词：电源标准 在电子技术飞速发展的今天,电力电子技术越来越受到人们的重视,而其中电源技术的更新换代更加推动了相关电子设备及元器件的
发展。不论是人们的日常生活还是现代电子战争，电源系统作为其动力源，其地位和重要性是不言而喻的.而我国电源产品的质量，不论 是军用还是民用的，都与国外同类产品存在着明显的差距。因此，采用国际先进标准,学习国外先进技术,尽快使我国电源产品的质量赶 超国际先进水平，是我们所有从事电源研制和生产的工程技术人员义不容辞的责任。

在日常的生产和生活中,电源是一种量大面广、通用性强的电子产品,几乎从事电子科学研究、生产、教学的各部门都要使用电源，在其
它各个行业及日常生活中,电源也得到了广泛的应用。因此，了解目前我国有关电源标准的制修订情况，积极参与标准的制修订工作，对 于促进我国电源技术的发展，提高电源的产品质量，增强各电源生产厂家的产品之间的可比性,为用户提供一个科学的、衡量电源质量优
劣的统一标准是非常必要的。同时，标准的制定也为统一和规范电源市场提供了一个具有法律效力的文件。

国际电工委员会（IEC）已经制定了一些有关电源的标准，如直流稳定电源标准：IEC478.1－1974《直流输出稳定电源术语》；IEC478。2
－1986《直流输出稳定电源额定值和性能》；IEC478。3－1989《直流输出稳定电源传导电磁干扰的基准电平和测量》;IEC478。4－1976《直 流输出稳定电源除射频干扰外的试验方法》;IEC478。5－1993《直流输出稳定电源电抗性近场磁场分量的测量》.这一套标准颁布实施的 时间较早，我国相应的国家标准尚未颁布。而有关直流稳定电源的电子行业标准 SJ2811.1－87《通用直流稳定电源术语及定义、性能与额 定值》、SJ2811.2－87《通用直流稳定电源测试方法》已发布实施 13 年了.长期以来，这两份标准对我国直流稳定电源的科研生产起到 了很大的作用。

国际电工委员会（IEC）于 1980 年颁布了 IEC686－80《交流输出稳定电源》，参照该标准制定的我国国家标准 GB/T《交流输出稳定电源 通用规范》已经报批完成,该标准中的术语、技术要求及试验方法参照了 IEC686,除此之外，又增加了环境试验要求及试验方法、质量评 定程序、标志、包装、运输、贮存等要求,使其成为一个能指导交流电源研制全过程的一个完整的技术规范。

1994 年，原电子工业部颁布了电子行业标准 SJ/T10541－94《抗干扰型交流稳压电源通用技术条件》和 SJ/T10542－94《抗干扰型交流稳 压电源测试方法》,该标准由中国电源学会交流稳定电源专业委员会及国内相关的电源生产厂、所及检测机构等负责编制,对普通型和抗 干扰型交流稳压电源的技术要求、环境要求及相应的试验方法、质量检验规则等都做了详细的规定.该标准发布实施以来，在交流稳压技 术领域得到了广泛的应用。

其它一些标准，如与 IEC443－1974《测量用稳定电源装置》对应的我国电子工业部标准 SJ/Z9035－87《测量用稳定电源装置》等也在一 定范围内得到了应用。

近些年兴起的开关电源及不间断电源，我国也制定了相应的国家标准,如 GB/T14714－93《微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条 件》、GB/T14715－93《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》等,在相关的领域中应用也十分广泛。

原四机部标准 SJ1670－80《电子设备电源名词术语》距今已 20 年了,许多名词术语的解释都已与现行的标准产生了矛盾,因此，今年信 息产业部标准化所组织对该标准进行了修订，保留了一些原标准中仍适用的术语，对该标准的分类方法进行了较大的调整,这次修订标准 的宗旨就是增强标准的适用性，因此，我们根据现代电源领域中最常用的几类电源进行分类,给出各自的术语及定义,通用的部分单列一 章，每一章中的术语及定义都参照相应的国际标准及国家标准，今年底该项标准上报完成。

目前我国军用电源系统存在的问题较多,电源系统整体现状是可靠性较低，可维修性差，电磁兼容问题较为突出，不能实现互通性、互换 性等,而且目前还没有电源系统方面的军用标准，这就造成了各生产厂各行其事,所生产的电源产品不能兼容,装备配套的电源非规范化、 非专业化、非标准化，这已经严重影响了军用装备整体的可靠性及其发展。因此，为了尽快提高我国军用电源的整体水平,从根本上解决 军事装备领域中普遍存在的电源系统不能满足战备需要的矛盾，尽快制定出军用电源系统的国家标准已是当务之急。

总之,标准的制定水平在一定程度上反映了其产品的研制和生产水平，因此,尽快完善我国电源标准体系,加速其制修订进程，必将促进 电源生产厂家在技术水平及产品质量等方面获得较快的发展与提高,从而使我国电源技术水平向国际先进标准靠拢，为我国电源产品打入 国际市场奠定技术基础。

作者简介

黄英华女信息产业部电子技术标准化研究所(即中国电子技术标准化研究所）高级工程师，多年来从事电子整机
方面的国家标准、国家军用标准及行业标准的制修订及相关的研究工作。 收稿日期：2000　6　29
定稿日期:2000　7　6

常用的抗扰度试验标准

上海三基电子工业有限公司钱振宇（上海 200063） 摘要：详细地介绍了几种抗扰度试验的目的、方法、严酷度等级及要求。 关键词：标准抗扰度试验
Standard of Jamming Immunity Test in Common Use

Abstract: Aims,mehtods，harshess levels and reguirements of a few jamming immunity tests are presented.

Keywords:Standard，Jamming immunity test

中图法分类号：TN97 文献标识码:A 文章编号：0219　2713(2000)09　435　08

我国电磁兼容认证工作已经起动，第一批实施电磁兼容的产品类别及所含内容也已基本确定，它们 是声音和电视广播接收机及有关设备，信息技术设备,家用和类似用途电动、电热器具，电动工具及类 似电器、电源、照明电器、车辆机动船和火花点火发动机的驱动装置、金融及贸易结算电子设备、安防 电子产品、声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件，低压电器。尽管产品不同，引用的产品族测试 标准也不同，但其中抗扰度的试验内容基本相同,它们是静电放电、射频辐射电磁场、脉冲群、浪涌、 射频场引起的传导干扰和电压跌落等 6 项.为了帮助读者对这些标准的理解，作者试图从试验目的、仪 器特性要求、基本配置情况、标准试验方法和对标准的评述等方面入手,用比较简洁的文字介绍这些试 验,以加深对标准的理解。

1IEC61000－4－2（GB/T17626。2)静电放电抗干扰试验

1.1 静电放电的起因

静电放电的起因有多种，但 IEC61000－4－2（GB/T17626。2）主要描述在低湿度情况下,通过摩擦等因 素，使人体积累了静电。当带有静电的人与设备接触时，就可能产生静电放电。

1。2 试验目的 试验单个设备或系统的抗静电干扰的能力。它模拟:
（1）操作人员或物体在接触设备时的放电。

（2）人或物体对邻近物体的放电。 静电放电可能产生的如下后果：
（1）直接通过能量交换引起半导体器件的损坏.

（2)放电所引起的电场与磁场变化，造成设备的误动作。

1.3 静电放电的模拟

图 1 和图 2 分别给出了静电放电发生器的基本线路和放电电流的波形。

图 1 静电放电发生器

图 2 静电放电的电流波形

图 1 中高压真空继电器是目前唯一的能够产生重复与高速的放电波形的器件（放电开关）。图 2 是标准 放电电流波形，图中 Im 表示电流峰值，上升时间 tr=（0.7～1）ns.放电线路中的储能电容 CS 代表人 体电容，现公认 150pF 比较合适。放电电阻 Rd 为 330Ω，用以代表手握钥匙或其他金属工具的人体电阻。 现已证明,用这种放电状态来体现人体放电的模型是足够严酷的。

图 3 信号发生器的输出电压波形

（a）未调制的射频信号 UPP=2.8VUrms=1。0V

（b）调制的射频信号 UPP=5.18VUrms=1。12V

1。4 放电方式

直接放电（直接对设备的放电)：接触放电为首选形式；只有在不能用接触放电的地方(如表面涂有绝 缘层，计算机键盘缝隙等情况）才改用气隙放电。

1。5 试验方法 有型式试验（在实验室进行)及安装现场试验两种，标准规定以前者为主.

试验中一般以 1 次/秒的速率进行放电，以便让设备对试验未来得及响应。另外正式试验前要用 20 次/ 秒的放电速率，对被试设备表面很快扫视一遍，目的是找出设备对静电放电敏感的部位。

试验电压要由低到高逐渐增加到规定值.
1.6 试验的严酷度等级 该试验的严酷度等级见表 1。 表 1 严酷度等级

等级
接触放电(kV）
气隙放电（kV）
1 级 2 级 3 级 4 级
2468
24815

等级的选择取决于环境等因素，但对具体的产品来说，往往已在相应的产品或产品族标准中加以规定。
1.7 对试验的评述 标准中接触放电之所以可以用比较低的试验电压来进行试验，是因为接触放电有着极其陡峭的上升时
间，其谐波成分更丰富，对设备的考核也更严格。

2IEC61000－4－3（GB/T17626。3)射频辐射电磁场的抗扰度试验

2.1 造成射频辐射的起因

射频辐射电磁场对设备的干扰往往是由设备操作、维修和安全检查人员在使用移动电话时所产生的，其 他如无线电台、电视发射台、移动无线电发射机和各种工业电磁辐射源（以上属有意发射），以及电焊 机、晶闸管整流器、荧光灯工作时产生的寄生辐射（以上属无意发射），也都会产生射频辐射干扰.

2。2 试验目的 建立一个共同的标准来评价电气和电子设备的抗射频辐射电磁场干扰的能力。
2。3 试验的严酷度等级 该试验的严酷度等级见表 2.
表 2 严酷度等级

等级
试验场强/V·m－1
123X
1310 待定

其中：1 级为低辐射环境，如离电台、电视台 1km 以上，附近只有小功率移动电话在使用。2 级为中等
辐射环境，如在不近于 1m 处使用小功率移动电话，为典型的商业环境。3 级为较严酷的辐射环境，如在
1m 左右的地方使用移动电话，或附近有大功率发射机在工作，为典型的工业环境。

移动电话工作时所产生场强的经验公式：式中：P 为移动电话的功率，W；d 为移动电话至设备 的距离，m。

上述公式反映了在离设备很近的地方使用功率较大的移动电话，会给设备造成很强的射频辐射电磁场的 干扰。
2.4 模拟试验 随着技术的发展，电磁环境也随着恶化，测试频率已由早期的（27～500）MHz,扩展到（80～1000）MHz。
其中高频段的扩展是与移动电话的普遍使用有关,它的工作频率现已扩展到 900MHz（甚至更高）；对
80MHz 的选择则与对测试场地的要求、对射频功率放大器的功率要求和对天线的选用要求有关。至于
80MHz 以下部分，将由 IEC61000－4－6 标准加以补充。

试验时要用 1kHz 正弦波进行幅度调制，调制深度为 80%，参见图 3(在早期的试验标准中不需要调制）。 将来有可能再增加一项键控调频(欧共体标准已采用），调制频率为 200Hz,占空比为 1∶1。

2．5 基本试验仪器

（1）信号发生器（主要指标是带宽、有调幅功能、能自动或手动扫描、扫描点上的留驻时间可设定、 信号的幅度能自动控制等）。

(2）功率放大器（要求在 3m 法或 10m 法的情况下，达到标准规定的场强.对于小产品,也可以采用 1m
法进行试验，但当 1m 法和 3m 法的试验结果有争执时，以 3m 法为准)。

（3）天线(在不同的频段下使用双锥和对数周期天线。国外已有在全频段内使用的复合天线）。

(4）场强测试探头。

（5)场强测试与记录设备.

当在基本仪器的基础上再增加一些诸如功率计、计算机（包括专用的控制软件)、场强探头的自动行走 机构等,可构成一个完整的自动测试系统。
2．6 试验的场地 最好采用电波暗室（主要考虑场地均匀性问题。如果在这个电波暗室中还要考虑产品本身在工作中产生
的电磁波骚扰测试时，则这个电波暗室还涉及到与开阔场的比对问题）。

为了保证试验结果的可比性和重复性，要对试验场地的均匀性进行校验。
2．7 试验方法 试验在电波暗室中进行，试验时人员不能进入，用工业电视监视试品的工作情况（或从试品引出可以说
明试品工作状态的信号至测定室,由专门仪器予以判定).暗室内有天线（包括天线的升降塔）、转台、
试品及工业电视摄象机。

工作人员、测定试品性能的仪器、信号发生器、功率计和计算机等设备在测定室里。高频功率放大器则 放在功放室里。

试验中，对试品的布线非常讲究,应记录在案，以便必要时重现试验结果.

2．8 场强、试验距离与功率放大器之间的关系(仅 供参考）。
场强、试验距离与功率放大器的关系见表 3。

表 3 场强、试验距离与功率放大器关系

功率放大器
场强与试验距离
25W
用 1m 法可产生 3V/m 的场强，当频率高于 200MHz 时，用 1m 法可产生 10V/m 的场强
100W
用 3m 法可产生 80%调制深度的 3V/m 场强用 1m 法时可产生 10V/m 的场强
200 和 500W
用 3m 法可在 1。5m×1.5m 虚拟平面上产生 10V/m 场强，当距离缩减时，可产生 30V/m 的场强

3IEC61000－4－4（GB/T17626。4）电快速瞬变脉冲群的抗扰度试验
3．1 电快速瞬变脉冲群的起因及后果 电路中，机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路的其他电气和电子设备产生干扰。这类干扰
的特点是：脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。实
践中，因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少，但使设备产生误动作的情况经常可见，除非有合
适的对策,否则较难通过。
3．2 试验目的 进行电快速瞬变脉冲群试验的目的是要对电气和电子设备建立一个评价抗击电快速瞬变脉冲群的共同
依据。

图 4 快速瞬变脉冲群发生器
注:U-高压电源 RS—波形形成电阻 RC—充电电阻 Rm—阻抗匹配电阻 CC-贮能电容 Cd—隔直电容

图 5 电快速瞬变脉冲群

（a）接 50Ω 负载时单个脉冲波形 （b)单脉冲重复周期
（c)脉冲群周期

3．3 电快速瞬变脉冲群的模拟

图 4 给出了电快速瞬变脉冲群的发生器基本线路。脉冲群的波形则参见图 5 所示. 对电快速瞬变脉冲群的基本要求是：
脉冲的上升时间(指 10％～90%）：5ns±30%;

脉冲持续时间（上升沿的 50％至下降沿的 50％）：50ns±30％;

脉冲重复频率:5kHz 或 2。5kHz； 脉冲群的持续时间：15ms； 脉冲群的重复周期：300ms； 发生器的开路输出电压（峰值）：(0.25～4）kV； 发生器的动态输出阻抗：50Ω±20％; 输出脉冲的极性：正/负；
与电源的关系:异步。
3．4 试验配置 有两种类型的试验：实验室内的型式试验和设备安装完毕后的现场试验.标准规定第一种试验是优先采
用的试验;对于第二种试验，只有制造商和用户达成一致意见时，方才采用.

电快速瞬变脉冲群试验的实验室配置与静电放电试验相类似，地面上有参考接地板,接地板的材料与静 电放电的要求相同；但对台式设备，在台面上不要铺设金属板。

3。5 试验方法

(1）对电源线的试验（包括交流和直流），通过耦合与去耦网络，用共模方式,在每个电源端子与最 近的保护接地点之间，或与参考接地板之间加试验电压。

（2）对控制线、信号线及通信设备，用共模方式，通过电容耦合夹子来施加试验电压。

(3)对于设备的保护接地端子，试验电压加在端子与参考接地之间。 试验每次至少要进行 1min，而且正/负极性都属必须。
3．6 试验的严酷度等级 该试验的严酷度等级见表 4.
表 4 严酷度等级

等级
电源线上(kV)
信号线上（5kHz）（kV)
1234X
0.5(5kHz)1(5kHz）2(5kHz)4(2.5kHz）
0.250.512 待定

表内:电压指脉冲群发生器信号贮能电容上的电压；频率指脉冲群内脉冲的重复频率。

严酷度等级的大体分类是：

1 级保护良好环境下的设备（如计算机机房）；

2 级通常有保护环境下的设备(如工厂中的计算机机房和控制室);

3 级无保护环境下的设备(如公用电网、工厂、变电站)；

4 级有严重骚扰环境下的设备(如采用气体绝缘的开关或真空开关的变电站）。
3．7 试验的评述和标准的今后发展趋势 试验的机理是利用脉冲群对线路分布电容能量的积累效应，当能量积累到一定程度就可能引起线路（乃
至设备）工作出错。通常可以用试验中的线路一旦出错,就会连续不断地出错，即使把脉冲电压稍稍降
低,出错情况依然不断的现象来加以解释.

今后发展趋势是脉冲的重复频率提高,但脉冲群的长度缩短，使每群脉冲个数基本保持不变。

4IEC61000－4－5（GB/T17626.5）浪涌的抗扰度试验

4．1 浪涌的起因

(1）雷击(主要模拟间接雷):例如，雷电击中户外线路,有大量电流流入外部线路或接地电阻，因 而产生的干扰电压；又如,间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在线路上感应出的电压或电流；再如, 雷电击中了邻近物体，在其周围建立了电磁场，当户外线路穿过电磁场时,在线路上感应出了电压和电 流；还如,雷电击中了附近的地面,地电流通过公共接地系统时所引入的干扰.

（2）切换瞬变:例如，主电源系统切换时（例如补偿电容组的切换）产生的干扰；又如，同一电网中， 在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰;再如，切换有谐振线路的晶闸管设备；还 如，各种系统性的故障,例如设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。

4．2 试验的目的 通过模拟试验的方法来建立一个评价电气和电子设备抗浪涌干扰能力的共同标准。
4．3 浪涌的模拟

按照 IEC61000－4－5（GB/T17626。5）标准的要求,要能分别模拟在电源线上和通信线路上的浪涌试验。 由于线路的阻抗