电快速瞬变脉冲群试验及其在

ericyin

  电快速瞬变脉冲群试验及其在
标准化方面的最新进展


脉冲群抗扰度试验是一种使用较为普遍的抗扰度试验项目，同时也是在所有抗扰度试验项目中比较难于通过的试验项目之一。本讲座解释日常生活中的脉冲群形成机理；说明脉冲群抗扰度试验的要点；以及脉冲群抗扰度试验标准化方面的最新进展。




假定继电器绕组的稳态电流I为70mA，绕组电感L2为1H，存在于继电器绕组的层间和匝间的分布电容C2为50pF。当开关断开时，继电器绕组的稳态电流被切断，根据电感性负载电流不能突变的原则，继电器绕组只能通过对分布电容C2的充电来保持电流的连续性。根据能量守恒的原理（计算中未计入继电器绕组的内阻R），有
1/2×L2I2＝1/2×C2U2
在继电器绕组两端可能出现的电压峰值为
U＝I（L2/C2）1/2＝3130.5V
转换中的自谐振频率为
f＝1/（2π（L2C2）1/2）＝7.118kHz
分析表明，开关S断开瞬间，可在继电器绕组上产生高频衰减振荡（因绕组本身存在电阻）。电压的幅值非常高，与供电电压相比，后者可以不计，因此，感应出来的高电压将直接出现在开关动静触点的两边。


进一步分析可以知道，在开关触点刚打开的瞬间，动静触点间的距离还很近，实际上用不着达到3130.5V，只要在继电器绕组感生出较低电压，就可以引起刚被打开的动静触点间的空气击穿，这便是第一次电弧的形成过程。一旦在开关触点间产生电弧，动静触点瞬间变为等电位，亦即在供电线路上产生一个高电压。与此同时，继电器绕组的分布电容C2要通过电弧、供电线路和供电电源进行放电，由于放电的时间常数很小，因此放电很快结束，本次放电的电弧也就阻断，而在供电线路上可以见到一个非常短暂的小脉冲。这时整个电路又回复到继电器绕组电感L2中能量向分布电容C2的转移，继电器绕组两端第2次出现高压。由于动静触点的距离在逐渐拉大，尽管第2次触点间的放电可以形成，但放电电压要适当提高，放电的等待时间将适当增长。以上情况将要一次次继续，放电电压一次次提高，放电间隔时间一次次增长，直到触点间的距离大到使分布电容C2上的电压不能击穿为止。





上述瞬变干扰的形成还与被切接的继电器类型有关，下表给出了测试的结果。



由于机电式元件，比如继电器，常常安装于接近电子和电气设备的地方。当机械触点将未加抑制的回路断开时，会产生高幅值快速瞬变干扰电压，它们将直接耦合到电源和地线，并通过电感和电容耦合间接耦合到信号电缆。
对于低电压、小功率回路的控制，当我们在断开感性回路的电流时，那怕只断开很小的电流（几毫安）和很低的电压（几伏），也照样可以引起很高的干扰电压，产生严重的骚扰。它们主要是通过电容耦合的形式，以共模电压出现在附近的线路中。
当然在变电站里，断路器和隔离开关的操作可以引起电弧。这种断开操作也会产生瞬变，但它与上面讲到的这种高频、高速的脉冲有很大不同，这种类型的干扰瞬变较慢，却具有很高的能量，主要是影响设备的接地系统和电源系统，但也会耦合到信号电缆。


实践表明，设备在所处的环境受到的干扰不仅与现场安装设备产生的干扰有关，还与设备正常安装（即电源、位置、电缆类型、接地、屏蔽、滤波等等）的耦合情况有关。
对于这种因机械开关切换电感性负载而形成小脉冲，尽管单个脉冲的能量较小，但脉冲成群出现，脉冲的重复频率较高，脉冲波形的上升时间短暂，一般不会造成设备故障，但使设备产生误动作的情况经常可见。
根据国外专家的研究，认为成群出现的脉冲干扰之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体器件结电容的充电，当结电容上的能量积累到一定程度，便会引起线路（乃至设备）的误动作。


由于尖峰脉冲串对电网中电子设备的干扰作用是明显的，所以在IEC61000-4系列标准中（对应于我国的电磁兼容系列标准GB/T17626）专门用一个分标准来模拟电网中机械开关对电感性负载切换时所引起的干扰，从而完成对电气和电子设备在抗击电快速瞬变脉冲群性能方面的考核。




脉冲群发生器的基本技术指标是：
脉冲上升时间（指10%至90%）：5ns±30%（50Ω匹配时测）；
脉冲持续时间（前沿50%至后沿50%）：50ns±30%（50Ω匹配时测）；
脉冲重复频率：5kHz或2.5kHz；
脉冲群持续时间：15ms；
脉冲群重复周期：300ms；
发生器开路输出电压：0.25～4kVP；
发生器动态输出阻抗：50Ω±20%；
输出脉冲的极性：正/负；
发生器与电源的关系：异步。
其中，脉冲群发生器的重复频率选择与试验电压有关：0～2kV用5kHz；4kV用2.5kHz。




这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。这里所谓不对称干扰是指线（电源线）与大地之间的干扰。作为佐证，在图7中可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线（L1、L2、L3、N及PE）上，信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连，机壳则接到参考接地端子上。这就表明脉冲群干扰实际上是加在电源线与参考地之间，因此加在电源线上的干扰是共模干扰。





耦合夹的两端各有一个高压同轴接头，用其最靠近受试设备的这一端与发生器通过同轴电缆连接。从图中可以看出，高压同轴接头的芯线与下层耦合板相连，同轴接头的外壳与耦合夹的底板相通，而耦合夹放在参考接地板上。这一结构表明，高压脉冲将通过耦合板与受试电缆之间的分布电容进入受试电缆，而受试电缆所接收到的脉冲仍然是相对参考接地板来说的（耦合夹是放在参考接地板上的）。因此，通过耦合夹对受试电缆所施加的干扰仍然是共模性质的。


前面我们了重点讨论了脉冲群干扰是共模干扰。其实明确脉冲群干扰的性质非常重要：首先，这与试验方法有关。既然是共模干扰，就一定要与参考接地板关联在一起，离开了参考接地板，共模干扰将加不到受试设备去。其次，既然脉冲群抗扰度试验是抗共模干扰试验，这就决定了试验人员在处理干扰（提高受试设备的抗扰度性能）时，必须采用针对共模干扰的有效措施。


3.3 其他必须的配置
本节主要讨论参考接地板和仪器以及试品三者之间的布局关系。
①参考接地板用厚度为0.25mm以上的铜板或铝板（普通铝板易氧化，宜慎用）；用其他金属板材，厚度要大于0.65mm。
接地板尺寸取决于试验仪器和试品，以及仪器与试品间所规定的接线距离（1m）。参考接地板的各边至少应比上述组合超出0.1m。
参考接地板应与实验室的保护地相连。
②试验仪器（包括脉冲群发生器和耦合/去耦网络）放在参考接地板上。试验仪器用尽可能粗短的接地电缆与参考接地板连接，并要求在连接处的阻抗尽可能地小。


③试品用0.1±0.01m的绝缘座隔开后放在参考接地板上（如果是台式设备，则应放置在离参考接
地板高度为0.8±0.08m的木头台子上），试品（或试验台子）距参考接地板边缘的最小尺寸满足项①（0.1m）的规定。
试品应接照安装规范进行布置和连接，以满足它的功能要求。另外，试品应按照制造商的安装规范将接地电缆以尽量小的接地阻抗连接到参考接地板上（注意，不允许有额外的接地情况出现）。当试品只有两根电源进线（单相，一根L，另一根N），而且不设专门接地线时，试品就不能在试验时再单独拉一根接地线。同样，试品如通过三芯电源进线（单相，一根L，一根N，及一根电气接地线），而未设专门接地线时，则此试品也不允许另外再设接地线来接地，而且试品的这根电气接地线还必须经受抗扰度试验。


④试品与试验仪器之间的相对距离以及电源连线的长度都控制在1m，电源线的离地高度控制在0.1m，如有可能，最好用一个木制支架来摆放电源线。
当试品的电源线为不可拆卸时，而且长度超过1m，那么超长部分应当挽成直径为0.4m的扁平线圈，并行地放置在离参考地上方0.1m处，试品与仪器之间的距离仍控制为1m。
标准还规定，上述电源线不应采用屏蔽线，但电源线的绝缘应良好。
⑤试验应在试验室中央进行，除位于试品及试验仪器下方的参考接地板外，它们与其他所有导电性结构（例如屏蔽室里的墙壁和实验室里的其他有金属结构的试验仪器和设备）之间的最小距离为0.5m，




⑥当使用耦合夹做被试系统抗扰度试验时，耦合夹应放在参考接地板上，耦合夹到接地板边缘的最小尺寸为0.1m。同样，除位于耦合夹下方的接地板外，耦合夹与其它导电性结构间的最小距离是0.5m，见下图所示。



如果试验针对系统中的一台设备（如试品1）的抗扰度测试，则耦合夹与试品1的距离保持不变，而将与试品2的距离增至5m以上（标准认为长导线足以使线路上的脉冲损耗殆尽）。反之，则接线要求也反过来。


4.  实验室的型式试验
标准提到，脉冲群抗扰度试验有实验室型式试验和现场试验两种。标准承认的是实验室型式试验。本节讲述实验室型式试验。


4. 1 试验方法
对电源线，通过耦合/去耦网络来施加试验电压。
对信号线、控制线通过电容耦合夹来施加试验电压。
脉冲群试验是利用干扰对线路结电容充电，当其能量积累到一定程度，就可能引起线路（乃至系统）出错。因此线路出错有个过程，而且有一定偶然性，不能保证间隔多少时间必定出错，特别是当试验电压接近临界值时。为此，一些产品标准规定电源线上的试验是在线—地之间进行，要求每一根线在一种试验电压极性下做三次试验，每次一分钟，中间间隔一分钟；一种极性做完，要换做另一种极性。一根线做完，再换做另一根线。当然也可以把脉冲同时注入两根线，甚至几根线。由于脉冲群信号在电源线上的传输过程十分复杂，很难判断究竟是分别加脉冲，还是一起加脉冲，设备更容易失效。因此，同时加脉冲也仅仅是一种试验形式而己，最终要由试验来下结论。
另一些标准（如GB4343.2），规定一根线上先加2分钟正极性脉冲，稍事休息，再加2分钟负脉冲。可见不同标准有不同规定，但都有相对较长的试验过程，以避免偶然性。并通过多种组合来暴露隐患。
通常试品只对其中一根线和一个极性的试验比较敏感。


4.2 试验中的注意点
试验配置的规范性非常重要，首先，没有参考接地板，干扰就加不到试品去；其次，没有足够大的接地板，就不能保证试验结果的正确性。另外，由于脉冲群的单个脉冲前沿达到5ns，半宽达到50ns，说明其中含有极其丰富的谐波成分，幅度较大的频率至少要达到60MHz以上。对电源线来说，那怕长度只有1m，由于长度已可和传输频率的波长相比，已不能以普通电源线对待，信号在上面传输时，部分仍通过线路进入试品（传导）；部分要从线路逸出，成为辐射信号进入试品（辐射）。故试品受到的干扰实际上是传导与辐射的结合。传导与辐射的比例将与电源线长度有关：线路短，传导多；线路长，辐射强。


而且辐射强弱还和电源线与参考接地板的贴近程度有关（反映为线路与参考地之间的分布电容），线路离接地板近，分布电容大（容抗小），干扰不易以辐射方式逸出；反之亦反。因此，试验用电源线的长度、离参考接地板的高度，乃至电源线与试品的相对位置，都可以成为影响试验结果的因素。为了保证试验结果的重复性和可比性，注意试验配置的规范性就变得十分重要了。除了试验配置的规范性外，还要注意每次试验时附在试品上的附加导线根数、及摆放位置是否一致。这是因为脉冲群试验除了有传导干扰外，还存在一定程度的辐射干扰，不同的导线数目，不同的导线摆放位置，试品对辐射干扰的响应情况是不同的。


此外，还要提醒试验人员的是，不同的试验运行程序，也可能影响试验结果，这是因为不同的试验运行程序对试品结电容的充放电情况也是不同的。
总之，试验人员对试验情况都要仔细记录在案，便于日后对试验结果有可追溯性。


5. 国际上关于脉冲群抗扰度试验的标准化最新动向
国际电工委员会对IEC61000-4-4有了新的标准草案（FDIS文件，2004年版），其中，对电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，包括对波形的要求、校验信号发生器的方法、试验方法的细节都有了新的规定，作者认为标准草案的这些规定对规范试验，提高试验的可比性和重复性很有好处。下面是标准草案与现行标准的不同部分，以及作者对它们的一些评述，希望对试验人员理解标准和正确掌握试验方法会有所帮助。


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5.2  试验设备
5.2.1 脉冲群发生器
原标准与新标准草案在发生器的主要元件上有明显区别：原标准讲的是火花气隙；新标准草案讲的是高电压开关。事实上，当代脉冲群发生器无一例外都采用高压电子开关。这一改变，对提高脉冲群发生器工作的稳定性，及提高试验频率起到了关键作用。


现行标准之所以取2.5kHz和5kHz为脉冲群发生器的试验频率，在标准的附录A中，曾有一段文字提到这个问题：
“由于火花气隙在低于1kV时的机械和电气上的不稳定，所以对低于2kV的试验电压要通过分压器来得到”。
“脉冲群冲单个脉冲的重复频率的实际值为10kHz到1MHz，然而广泛调查的结果表明，采用固定调节火花气隙的发生器难以再现这种相对较高的重复频率，因此标准规定了频率较低的、有代表性的专用脉冲”。
可见当时把脉冲频率定为2.5kHz和5kHz实在是有一点不得以而为之的味道。随着脉冲形成器件更新，特别是高速高压电子开关选用，把脉冲频率提高则是理所当然的事情，使得脉冲群抗扰度试验更加切合实际干扰情况。


5.2.2 脉冲群发生器的特性参数
不同点之二便是脉冲群发生器的特性参数。
在新标准草案上表现为两点：
①给出了两种不同负载条件下的输出电压范围，1000Ω为0.24kV～3.8kV；50Ω为0.125V～2kV。
②取消了每个2kV脉冲在50Ω上的提供能量为4mJ的说法，脉冲发生器性能的可比性由后面表格来加以保证：




在表中还可以看到一点：脉冲的重复频率提高并不会造成对受试设备注入能量的增加，这是因为重复频率自5kHz提高到100kHz（频率提高了20倍），但脉冲群的持续时间却从15ms缩减到0.75ms（持续时间缩减到原来的二十分之一），因此注入受试设备的脉冲总量没变（仍为75个），注入受试设备的干扰能量也就没变，只是单位时间内的脉冲密集程度有了增加。考虑到国外专家对脉冲群试验的故障机理解释为是干扰脉冲对线路结电容的充电，脉冲频率越高，单位时间内的脉冲个数越多，对结电容的电荷积累也越快，越容易达到线路出错的阈限。因此，新的标准草案把测试频率提高，其本质上是将试验的严酷程度有所提高。


5.2.3  发生器性能校验
对发生器的性能必须进行校验，以便对所有参与做试验的试验发生器的性能建立一个共同依据。校验可采用下列步骤：
在试验发生器的输出端依次分别接入50Ω和1kΩ的同轴衰减器，并用示波器加以监测。监测用示波器的－3dB带宽，以及体现试验发生器负载的50Ω和1kΩ的同轴衰减器的频率响应要求达到400MHz以上。其中50Ω是试验发生器的匹配负载；1kΩ试验负载则体现了发生器的一个复合负载。不同的试验发生器只有在两种极端的负载条件下拥有相同特性，才能保证在实际的抗扰度试验中有相互可比的试验结果。
校验中要测量单个脉冲的上升时间、持续时间和重复频率；以及脉冲群的持续时间和重复周期，详细记录在案。


针对每个设定电压，下表给出了在50Ω负载上测得的输出电压幅值Vp（50Ω）以及1kΩ负载上测得的输出电压幅值Vp（1kΩ）。其中Vp（50Ω）的容差为0.5Vp（开路输出电压）±10%；Vp（1kΩ）的容差为Vp（1kΩ）±20%。测量中要保证分布电容为最小。
发生器输出电压的峰值和重复率

设定电压
（kV）
Vp（开路输出电压）
（kV）
Vp（1kΩ）
（kV）
Vp（50Ω）
（kV）
重复频
（kHz）

0.25
0.25
0.24
0.125
5和100kHz

0.5
0.5
0.48
0.25
5和100kHz

1
1
0.95
0.5
5和100kHz

2
2
1.9
1
5和100kHz

4
4
3.8
2
5和100kHz



5.2.4  耦合/去耦网络
不同点之三是用耦合/去耦网络做电源线抗扰度试验。
现行标准是对电源线逐根做共模抗扰度试验；新标准草案是对所有电源线路同时做共模抗扰度试验。
新标准草案所规定的电源线耦合/去耦网络见下图所示。



为了保证在交流/直流电源端口试验中使用的耦合/去耦网络性能合格，光有上述基本要求是不够的，还必须对耦合/去耦网络的共模输出波形进行校验。校验时发生器的输出电压设置为4kV。发生器的输出接耦合/去耦网络的输入，耦合/去耦网络的输出接50Ω负载，记录峰值电压和波形。校验要在每一条耦合/去耦通路上进行。测量结果应该是：脉冲的上升时间为5ns±30%；脉冲持续时间对50Ω为50ns±30%，峰值电压在表3要求上±10 %。此外，当被试设备以及电源与网络脱开时，在耦合/去耦网络输入端的残余试验脉冲不超过所施试验电压的10 %。
标准草案对波形校验结果一致性的规定有重要意义：事实上，只有大体一致的试验波形才代表试验波形中的谐波成分及其含量的一致性，只有这样，才能保证采用不同试验发生器时的试验结果大体一致。


5.2.5  电容耦合夹
脉冲群对于I/O线、信号线、数据线和控制线抗扰度试验是通过电容耦合夹进行的（如果前述耦合/去耦网络不适合使用在AC/DC电源端口时，也可采用电容耦合夹的耦合方式来对AC/DC电源端口进行试验）。耦合夹的耦合电容取决于电缆的直径、材料及电缆的屏蔽情况。
耦合电容典型值为100pF～1000pF（现行标准写50pF～200pF）。


5.3  试验配置
5.3.1  实验室型式试验的配置
关于实验室型式试验的配置，在现行标准与新标准草案里有两张非常相似的图，为说明问题起见，现行标准和新标准草案的实验室型式试验配置分别见下两页的插图所示。在仔细观察这两张图的时候，还是能发现这两张图的差别，最大的不同出现在这两张图的左侧，是关于台式设备的试验配置。




l =耦合夹与EUT之间的距离，为0.5m±0.05m；（A）=电源线耦合的位置；（B）=信号线耦合的位置

新标准草案的试验配置



按照新标准草案的配置，无论是地面安装设备、台式设备、以及其他结构形式的设备，都将放置在一块参考接地板的上方。被试设备与参考接地板之间用0.1m±0.01m厚的绝缘支撑物隔开。新标准草案规定，凡是安装在天花板上或是墙壁上的设备都按台式设备来做试验。新标准草案还规定，试验发生器和耦合/去耦网络也直接放在参考接地板上，并与参考接地板保持低阻抗连接。
新标准草案的这些变化显得尤其重要：首先将试验发生器和耦合/去耦网络直接放置在参考接地板上，并且和参考接地板相连，是因为脉冲群试验对被试线路进行共模试验，是将干扰加在被试线路与大地之间的试验，而试验中的参考接地板就代表了大地。所以将试验发生器和耦合/去耦网络放在参考接地板上是由试验的性质决定的，为了不使脉冲群干扰产生过多衰减，试验发生器、耦合/去耦网络与参考接地板的连接应当是低阻抗的。


新标准草案指出与被试设备连接的所有电缆要放在离地高度为0.1m的绝缘支架上。明确这一点也很重要，因为被试设备的连接电缆与参考接地板之间构成了一个分布电容，不一样的离地高度，构成的分布电容也是不同的。不同的分布电容，对脉冲群高频谐波从连接电缆上的逸出情况也将是不一样的，会直接影响试验结果。


新标准草案对台式设备试验配置方式的改变，则对台式设备的试验严酷度以及试验结果的一致性有了极大提高。按照原标准的试验配置，台式设备放在木头桌子上，试验发生器放在参考接地板上（试验发生器的接地端子以低阻抗与参考接地板连接），迭加了干扰电压的电源线则从地面处再伸展到台式设备的电源输入端。因此电源线的实际离地高度要在80cm以上，使得电源线相对参考平面的阻抗不能固定（不同的摆放位置有不同的阻抗），而且电源线过大的高频阻抗（相对于电源线离开参考地平面为10cm的布局来说），使得电源线上的脉冲群干扰的高频成分大量逸出，导致实际进入被试设备的干扰变弱。因此利用原标准和新标准草案提供的试验配置对同一台设备做试验时，可以得出截然不同的结果。


此外，新标准草案特别指出，在耦合装置与被试设备之间的电源线和信号线的长度为0.5m±0.05m，而不是原标准规定的≤1m。很显然，原标准给出的长度不明确，从0～1m都属适合范围，但是不同的线长，脉冲群高频谐波的逸出情况是不同的，被试设备受到的干扰实际上是遗留在线上的传导干扰和逸出到空间的辐射干扰的综合结果。不同的线长，被试设备受到的传导干扰和辐射干扰的比例是不同的，没法保证试验结果的可比性。因此，明确被试线路的长度，对试验结果的可比性、一致性特别重要。


新标准草案还规定，如果制造商提供的不可拆卸的电源电缆的长度超过0.5m±0.05m，超长的电缆应折叠起来，避免成为一个扁平线圈，同时摆放在离参考接地板0.1m高的地方。而不是原标准规定的电源电缆超过1m时，超长部分挽成一个直径为0.4m的扁平线圈，平放在离参考接地板0.1m高的地方。显然新标准草案的提法比较合理，对超长线的处理也比较容易。


在新标准草案首次提出了机架安装设备的试验配置（见下图所示），是现行标准中没有的。新方案的提出，避免了由于试验人员对标准的理解不一所导致的试验结果不一。



最后，新标准草案还要求不需经受快速瞬变脉冲试验的线路要圈起来，并尽可能地远离受试线路，以尽量减少线路之间的耦合。
*                               *                               *                               *          
关于在I/O和通信端口上的试验配置，原标准与新标准草案都采用电容耦合夹来做试验。但是原标准中，当两台设备同时进行试验时，受试设备与耦合夹的距离l1=l2≤1m；当只对一台设备进行试验时，为了去耦，l2至少要≥5m，或l2＞5l1。在新标准草案中，两台设备同时试验时，受试设备与耦合夹的距离l1=l2=0.5m±0.05m；当仅对一台设备进行试验时，在不需要进行试验的这台设备与耦合夹之间必须插入一个去耦网络。


5.4  试验方法
关于试验计划中的试验时间，在原标准中只写不低于1分钟。而在新标准草案写道，为了加速试验，选择试验时间为1分钟。试验时间可以分割成6个10秒的脉冲群，每次间隔暂停10秒钟。
由于在实际的环境中，脉冲群是随机发生的独立事件，故不倾向于将脉冲群与被试设备的信号同步。
产品标准的制定委员会可以选择其他的试验持续时间。


6.  脉冲群干扰的抑制
本节叙述脉冲群干扰的抑制，包括本讲座一开始就提到的由机械联切换电感性负载所引起的电火花干扰，以及真正意义上的对脉冲群干扰的处理。
6.1 开关切换瞬变的抑制
6.1.1  对继电器绕组（电感性负载）的处理
对直流继电器来说，可以在绕组上并联一些电阻、电容和二极管等元件来达到干扰抑制的目的，如下图所示。



对a，二极管近乎理想的顺向导通状态阻止了开关切换瞬间绕组电感对分布电容的充电，避免自谐振的发生。线路中电流表达式为I=I0e-t/τ。式中I0为继电器绕组的稳态工作电流；τ为时间常数，τ=L/R，L和R分别为绕组本身的电感和电阻。当L很大而R很小时，τ
将很大，这意味线路中电流衰减很慢，故此继电器控制的触点将延时释放。该线路最大优点是产生的瞬变电压最低。
对b，与a不同，在二极管回路中串入了电阻R。就电感能量释放通路来说，它与绕组电阻同处一条串联回路，所以电路b的总电阻比a要大，其结果是电路b的τ比a小。故b的触点释放过程将比a快。串联电阻R值要适中，太大了，相当抑制回路开路，对瞬变无抑制作用；太小了，就变得与电路a一样。所以对R的值要通过试验来加以折衷。


对c，并联电容C的存在，是人为地加大了继电器绕组中分布电容对瞬变形成的影响。今假定电容C的值为0.5μF，且不计串联电阻的存在，则新电路绕组两端可感应出的电压峰值为
U＝I×（L2/（C+C2））1/2＝98.7V
可见瞬变干扰的幅度被大大降低了（原先为3130.5V）。此外，自谐振频率也将降低为226Hz。线路中的附加电阻R将为自谐振提供额外的功率消耗，使振荡经过几周后被很快衰减至零。
对d，在继电器绕组上并联一对背对背联接的TVS管，TVS管的击穿电压要大于继电器绕组工作电压。继电器工作时，TVS管不导通。但当机械开关S切断继电器的绕组电流瞬间，只要绕组上感生的瞬变电压超过TVS管限定电压，TVS管便导通，并把绕组电压箝制在TVS管的限定电压上，阻止了绕组电压的续继升高，亦即阻止了瞬变电压的产生。TVS管对功率的消耗使继电器绕组的能量释放很快得以完成。


对e，在继电器绕组上并联一个电阻R，此电阻用以消耗瞬变的能量，阻止高瞬变电压的形成。线路e的特点是简单，但在继电器工作时有附加能量消耗。阻值小，附加消耗大，但抑制作用明显；阻值大，消耗小，但抑制作用不明显。
实用中可将a～e的线路进行适当组合，以便对瞬变干扰的抑制更加有利。同时要注意，瞬变抑制元件要尽量靠近继电器绕组，元件引线也要尽可能地短，避免寄生振荡的发生。
上述a～e的线路是针对直流供电线路设计的。对交流线路，因a、b两线路中二极管的单向导电性而不能适用，其余线路仍可适用。


6.1.2  对开关触点的处理
除了在继电器绕组上并联电阻、电容和二极管的办法来抑制瞬变干扰的产生外，还通过对开关触点的处理，来达到抑制开关切换瞬变形成的目的，可能采取的方案如下图所示。



对a，开关S断开瞬间，电容C经二极管充电至电源电压，所以触点两端不会拉弧，从而抑制了瞬变干扰的产生。开关重新闭合时，电容C经过电阻R和开关放电，恢复到准备状态。电阻R限制了电容C的放电电流。
对b，TVS管的箝位作用避免了触点断开瞬间在触点两侧的电压增长，从而抑制了瞬变干扰的形成。要注意TVS管的极性，TVS管的击穿电压要大于电源电压最大值。
对c，开关断开时，继电器绕组中能量经R、C支路释放，并将能量消耗在电阻R上，从而抑制瞬变干扰形成。使用时要对R和C的值进行折衷选择。
上述线路原则上也能用到交流线路去，但要注意交流线路的特点。例如，由于二极管的单向导电性，线路a不能使用；对线路b，要使用背对背联接的TVS管。




6.3  脉冲群干扰的抑制
从脉冲群试验的本意来说，主要是进行共模干扰试验，只是干扰脉冲的波形前沿非常陡峭，持续时间非常短暂，因此含有极其丰富的高频成分，这就导致在干扰波形的传输过程中，会有一部分干扰从传输的线缆中逸出，这样设备最终受到的是传导和辐射的复合干扰。
针对脉冲群干扰，主要采用滤波（电源线和信号线的滤波）及吸收（用铁氧体磁芯来吸收）。采用铁氧体磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效，但要注意做试验时铁氧体磁芯的摆放位置，就是今后要使用铁氧体磁芯的位置，千万不要随意更改，因为我们一再强调脉冲群干扰不仅仅是一个传导干扰，更麻烦的是它还含有辐射的成分，不同的安装位置，辐射干扰的逸出情况各不相同，难以捉摸。一般将铁氧体磁芯用在干扰的源头和设备的入口处为最有效。
关于滤波器和铁氧体磁芯的详细应用，参见《提高产品抗干扰能力的方法介绍》。