开关电源雷电浪涌抗干扰能力测试

1 引言

开关电源抗电磁干扰考核中，抗雷电浪涌干扰能力是一条必不可少的指标。
众所周知，雷电浪涌抗干扰能力试验又叫脉冲冲击试验, 它是用来检验被测的开关电源在遭受高幅度的干扰电压或者电流时的性能。iec标准推荐使用上升时间为1.2μs、下降时间为50μs的脉冲，其详细指标列在表1中。

测试脉冲电压应该从被测设备合适的部位注入，例如在各接线端之间、接线端和大地之间，甚至在同一条线上的独立电路之间注入。测试时，应在所有正常运行状态下进行试验。
测试完成以后，被测试的设备应该达到标准规定。
当然，在脉冲冲击试验中，还经常用到一种单向的，上升时间8μs、下降时间20μs的放电电流脉冲。但这类测试通常是针对低阻抗设备的。

2 测试标准

关于雷电浪涌抗干扰能力试验标准，最常用的还是iec61000-4-5标准，其他各种不同的emi标准都很类似。在本文所举的例子中，所用的各种不同的测试等级和相应的测试电压如表2所示。其中测试脉冲电压加在交流输入的两端分别与大地之间的，称为“共同模式”，而测试脉冲电压加在交流输入两端之间的，称为“正常模式”。

而本文所举的开关电源雷电浪涌抗干扰测试的例子中，经过认证，我们采用表中这些等级。即“共同模式”脉冲电压最高为4kv，而“正常模式”脉冲电压最高为2kv。

3 测试方法

(1) 测试设备和被测设备
本文的例子中, 设备采用的是schaffner公司的nsg651, 该设备是经过认证的设备之一。用“共同模式”脉冲电压测试的时候，把该设备内部的耦合电阻调到12, 耦合电容调到9μf; 用“正常模式”脉冲电压测试的时候, 把该设备内部的耦合电阻调到2, 耦合电容调到18μf。而被测设备是一台ac-dc开关电源，其输入电压范围是通用的85～265vac，输出电压为24vdc。该电源因为要销往欧、美等地，需要满足iec安全规格标准，其中就包含雷电浪涌抗干扰试验标准，所以必须进行雷电浪涌抗干扰试验。
(2) 测试条件
电源输入电压:100、230vac;
电源输出电压:24vdc;
电源输出电流:空负载、额定负载;
脉冲电压极性:正、负;
测试次数:各5次;
测试模式:“共同模式”、“正常模式”;
测试相位:0°、90°;
环境温度:25℃。
(3)测试原理图和测试点
“共同模式”测试点:电源n点和大地之间、l点和大地之间;
“正常模式”测试点:电源n点和l点之间。
详细的测试电路原理图如下图1所示。

图1 雷电浪涌抗干扰测试详图

其中，“ac input”是交流输入，“surge generator”是浪涌脉冲电压发生器nsg651，“analog voltage meter”是模拟电压表，“aluminium plate”是铝板，wood made table是木制桌子。而d.u.t即device under test(d.u.t)，是被测设备—该ac-dc开关电源，load是电源所带的纯电阻额定负载。

4 测试通过条件

(1) 测试中，直流输出电压调整率不超过测试前最初输出电压的±5%;
(2) 测试后，直流输出电压调整率要在规格书规定的范围内;
(3) 满足上两个条件的同时, 无火花、烟, 并且没有输出跌落。

5 测试结果

最后的测试结果如表3所示。采用“共同模式”脉冲电压最高为4kv，而“正常模式”脉冲电压最高为2kv的测试方案。最终该电源通过了测试。

6 结束语

这样，根据我们的通过了认证的测试通过条件，我们就觉得该电源通过了iec61000-4-5的关于雷电浪涌抗干扰能力的规定标准。