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医疗器械产品电快速瞬变脉冲群的抗扰度研究

安全与电磁兼容 2024年第3期 87-92页

作者：李富同鹏睿检测技术(上海)有限公司

文章深入研究了医疗器械产品的注册检验中最常出现的电快速瞬变脉冲群干扰问题,详细分析了干扰来源、干扰特性和频谱特征,采用了试验结果对比及理论分析的方法,针对不同端口提出了对应解决的方案,特别提出了针对电路板的设计要求,很好... 详细信息

文章深入研究了医疗器械产品的注册检验中最常出现的电快速瞬变脉冲群干扰问题,详细分析了干扰来源、干扰特性和频谱特征,采用了试验结果对比及理论分析的方法,针对不同端口提出了对应解决的方案,特别提出了针对电路板的设计要求,很好解决了电快速瞬变的试验干扰问题,对提升医疗器械产品的抗快速瞬变脉冲干扰设计有较好的参考价值。

关键词：医疗器械电快速瞬变脉冲群电磁兼容

电快速瞬变脉冲群干扰源及其全链路干扰耦合路径研究

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电快速瞬变脉冲群干扰源及其全链路干扰耦合路径研究

作者：郭丹西安电子科技大学

学位级别：硕士

电快速瞬变脉冲群(Electrical Fast Transient,EFT)是一种瞬态突变干扰信号,会严重危害电子系统的正常运行。目前国内外学者针对EFT的研究方法,主要分为试验测试和仿真建模。本文在分析了这两种研究方法的优缺点后,决定采用仿真建模的... 详细信息

电快速瞬变脉冲群(Electrical Fast Transient,EFT)是一种瞬态突变干扰信号,会严重危害电子系统的正常运行。目前国内外学者针对EFT的研究方法,主要分为试验测试和仿真建模。本文在分析了这两种研究方法的优缺点后,决定采用仿真建模的方法对EFT的相关问题进行研究。同时,针对目前关于EFT干扰源发生器仿真研究中面临的仿真模型精度较低的问题,以及关于EFT干扰耦合途径的仿真研究中面临的难以发现潜在干扰路径的问题,提出本文的研究目标为:建立可以准确模拟EFT干扰源发生器的仿真模型,同时建立受试设备的全链路干扰仿真模型,并在此基础上实现对EFT干扰耦合途径的全链路分析。本文首先从EFT的产生机理、干扰作用机理及其基本特点等方面对EFT基本理论做了全面的阐述。并针对IEC国际标准规定的EFT干扰源发生器电路原理图,建立了对应的数学模型。同时,介绍了IEC国际标准针对EFT抗扰度试验的规定和要求,作为后续建立EFT试验仿真平台的理论指导。其次,通过对比分析IEC标准规定的EFT波形和实际EFT发生器输出波形之间的差异,指出需要建立能模拟实际EFT发生器的EFT干扰源仿真电路模型,并基于已建立的IEC标准EFT发生器数学模型,通过引入余弦函数项,实现了对实际EFT输出波形中阻尼振荡现象的描述,从而得到了更精确的EFT干扰源发生器仿真模型。通过对比仿真波形和实际EFT发生器输出波形,验证了改进后仿真模型的正确性。同时,在电磁仿真软件CST中,建立了EFT干扰源发生器的三维设备模型,并与所得仿真波形结果相结合,实现了对实际EFT干扰源发生器设备的模拟。然后,阐述了选择矩形脉冲信号源作为EFT抗扰度模拟试验中受试设备的合理性,并分别建立了该受试设备在有/无EFT干扰时的仿真电路,通过对比矩形脉冲信号源电路在两种不同情况下的输出波形,从电路级角度说明了当EFT干扰进入受试设备内部电路时,会导致设备功能发生异常。因此,为了研究EFT干扰进入受试设备内部电路的耦合途径,又建立了矩形脉冲信号源受试设备从外部设备壳体到内部PCB再到板上电路的全链路仿真模型。最后,结合已建立的多个仿真模型,搭建了EFT抗扰度试验测试仿真平台。基于此平台,对受试设备分别从壳体表面电流、内部电路元件的瞬态电流变化以及由辐射干扰产生的磁场影响等方面进行了EFT干扰耦合路径的全链路仿真分析。同时,结合现有研究的实验测试结果,对仿真结果进行了闭环印证,说明了本文中的受试设备抗EFT干扰性能较差,需要重新进行设计和整改以提高其抗扰度性能,并依据EFT干扰信号的特性给出了对应的防护装置,通过仿真对比验证了防护装置的有效性,说明了该防护装置的加入提升了受试设备的抗干扰性能。本文所建立的EFT干扰源发生器仿真模型具有更高的精度,可以模拟出EFT脉冲的阻尼振荡特性和双极性特性,更贴合仪器厂商提供的EFT发生器输出波形,将该模型应用于EFT抗扰度试验的仿真,所得仿真结果更具有可信性。以及,本文针对EFT干扰耦合路径的研究,所采用的从受试设备壳体到内部PCB再到电路元件的全链路分析方法,可以有效发现潜在的EFT干扰传播路径,对更进一步提出抑制EFT干扰措施具有重要指导意义。

关键词：电快速瞬变脉冲群 EFT干扰源发生器模型 EFT仿真测试平台全链路干扰耦合路径

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电快速瞬变脉冲群抗扰度试验发生器的建模

中国电机工程学报 2010年第6期30卷 123-128页

作者：翟小社耿英三王建华宋政湘张国钢电力设备电力绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

为了在设计的早期阶段,以仿真的方式预测电子产品在电快速瞬变脉冲群(electrical fast transient/burst,EFT/B)抗扰度试验中的性能,需要建立干扰源发生器及标准耦合装置的仿真模型。为适应EFT/B抗扰度试验标准的修订和补充,提出一种系... 详细信息

为了在设计的早期阶段,以仿真的方式预测电子产品在电快速瞬变脉冲群(electrical fast transient/burst,EFT/B)抗扰度试验中的性能,需要建立干扰源发生器及标准耦合装置的仿真模型。为适应EFT/B抗扰度试验标准的修订和补充,提出一种系统化的EFT/B发生器等效电路的建模方法。首先,基于对发生器充放电物理过程的分析,提出开路条件(1kΩ)下发生器输出波形的解析表达式,且表达式系数可根据仪器厂商的校准波形加以确定;其次,基于该解析式并采用阶跃函数激励,得到脉冲形成网络的传递函数,并分别采用恒电阻法及参数化电网络综合法得到脉冲形成网络的等效电路;最后,对等效电路各元件参数进行归一化处理,并根据发生器在匹配条件下(50Ω)的校准波形确定归一化系数。将EFT/B发生器的等效电路模型与标准容性耦合夹电路模型进行连接仿真,通过仿真与测量结果的对照验证了所提方法的合理性。

关键词：电快速瞬变脉冲群等效电路解析表达式网络综合

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电快速瞬变脉冲群试验方法研究

振动．测试与诊断 2006年第4期26卷 278-281页

作者：曹恒王琪张金锁袁惠民华东理工大学机械工程学院上海200237 上海电气集团中央研究院上海200237

为了提高电子产品抗干扰能力,研究了电快速瞬变脉冲群(EFT)试验中信号共模性质和接地方式对提高电磁兼容(EMC)能力的影响,结合设计实例分析了抗干扰措施。EFT试验表明,电子脉冲群干扰信号的能量积累,可能是电子产品产生故障的重要原因之... 详细信息

为了提高电子产品抗干扰能力,研究了电快速瞬变脉冲群(EFT)试验中信号共模性质和接地方式对提高电磁兼容(EMC)能力的影响,结合设计实例分析了抗干扰措施。EFT试验表明,电子脉冲群干扰信号的能量积累,可能是电子产品产生故障的重要原因之一,规范试验方法和正确选择接地方式是保证试验成功的前提。

关键词：抗干扰电快速瞬变脉冲群共模电磁兼容

电快速瞬变脉冲群对矿井大巷电磁辐射环境的影响

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北京理工大学学报 2009年第4期29卷 336-338,355页

作者：孙继平冯德旺郑召文任锦彪靳凤荣中国矿业大学北京煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 福建农林大学计算机与信息学院福建福州350023 新疆工业高等专科学校计算机系新疆乌鲁木齐830091

研究了煤矿井下电快速瞬变脉冲群对电磁辐射环境的影响,分析了电快速瞬变脉冲群的频谱特性,确定了频谱分析仪的测量频率范围为3 MHz^1 GHz,并对现场测试方法进行了研究.结果表明:电快速瞬变脉冲群对煤矿井下电磁辐射环境的影响较小,矿... 详细信息

研究了煤矿井下电快速瞬变脉冲群对电磁辐射环境的影响,分析了电快速瞬变脉冲群的频谱特性,确定了频谱分析仪的测量频率范围为3 MHz^1 GHz,并对现场测试方法进行了研究.结果表明:电快速瞬变脉冲群对煤矿井下电磁辐射环境的影响较小,矿用本质安全型电子设备对环境的电磁辐射能量较小,矿用隔爆型电气设备防爆外壳对辐射噪声的抑制效果明显.

关键词：电快速瞬变脉冲群矿井电磁辐射环境频谱

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微机保护抗电快速瞬变脉冲群干扰的研究

高电压技术 2005年第10期31卷 36-38页

作者：王剑乔刘建新华北电力大学电力工程系保定071003

用P90.1型脉冲发生器模拟微机保护装置实际运行中所受到的干扰,用数字示波器LeCroy9310A实验分析电快速瞬变脉冲群的特性及其频谱并讨论了电快速瞬变脉冲群在微机保护装置各个端口的传播途径,结合抗干扰原理提出了弱电滤波、增大共模回... 详细信息

用P90.1型脉冲发生器模拟微机保护装置实际运行中所受到的干扰,用数字示波器LeCroy9310A实验分析电快速瞬变脉冲群的特性及其频谱并讨论了电快速瞬变脉冲群在微机保护装置各个端口的传播途径,结合抗干扰原理提出了弱电滤波、增大共模回路阻抗等相应措施。实例证明,采取预防措施后装置的抗干扰能力得到提高,能一次性通过电快速瞬变脉冲群干扰检测。

关键词：电快速瞬变脉冲群微机保护装置端口

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合并单元的电快速瞬变脉冲群抗扰度分析

电力系统自动化 2014年第21期38卷 108-113页

作者：徐丽青丁泉史志伟余华武南京国电南自电网自动化有限公司江苏省南京市211100

针对合并单元在电快速瞬变脉冲群试验中出现的问题,分析了电快速瞬变脉冲群干扰的特点,提出一种适用于合并单元的电快速瞬变脉冲群的抗扰度措施。提出采用金属化聚酯薄膜电容和瞬态抑制二极管改进交流回路的滤波结构,增强对高频干扰的... 详细信息

针对合并单元在电快速瞬变脉冲群试验中出现的问题,分析了电快速瞬变脉冲群干扰的特点,提出一种适用于合并单元的电快速瞬变脉冲群的抗扰度措施。提出采用金属化聚酯薄膜电容和瞬态抑制二极管改进交流回路的滤波结构,增强对高频干扰的抑制能力。通过优化母板PCB布局和布线,减少各回路之间耦合的影响。试验结果表明,采用改进后的合并单元能通过电快速瞬变脉冲群4级的要求。

关键词：合并单元电快速瞬变脉冲群抗扰度智能变电站电压互感器

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二次回路中电快速瞬变脉冲群骚扰的研究

电力系统自动化 2007年第16期31卷 79-82页

作者：王玉峰邹积岩廖敏夫大连理工大学电气工程与应用电子技术系辽宁省大连市116024

为有效抑制电快速瞬变脉冲群(EFT/B)骚扰对微机保护装置的干扰,研究了EFT/B骚扰的形成和耦合机理。分析了开关分断操作形成EFT/B骚扰的过程;通过对二次回路中控制继电器操作时形成EFT/B骚扰的研究,分析得出出口继电器线圈上耦合的骚扰... 详细信息

为有效抑制电快速瞬变脉冲群(EFT/B)骚扰对微机保护装置的干扰,研究了EFT/B骚扰的形成和耦合机理。分析了开关分断操作形成EFT/B骚扰的过程;通过对二次回路中控制继电器操作时形成EFT/B骚扰的研究,分析得出出口继电器线圈上耦合的骚扰电压严重干扰微机保护装置的直流电源电压;采取续流二极管、电磁屏蔽和RC保护等主动防护措施抑制EFT/B骚扰的形成和耦合。结果表明,可从干扰源和耦合途径上有效抑制EFT/B骚扰对微机保护装置的干扰。

关键词：电快速瞬变脉冲群微机保护装置干扰源耦合途径

开关柜中电快速瞬变脉冲群耦合途径的研究及电磁隔离

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电力自动化设备 2008年第8期28卷 102-105页

作者：王玉峰邹积岩廖敏夫大连理工大学电气工程与应用电子技术系

为了抑制高压开关柜中的电快速瞬变脉冲群在微机保护装置的外壳上感应出骚扰电压和骚扰电流,在电磁场有限元仿真软件ANSOFT中根据开关柜的结构建立开关柜模型,分别仿真研究电快速瞬变脉冲群电压和电快速瞬变脉冲群电流形成的瞬态电磁场... 详细信息

为了抑制高压开关柜中的电快速瞬变脉冲群在微机保护装置的外壳上感应出骚扰电压和骚扰电流,在电磁场有限元仿真软件ANSOFT中根据开关柜的结构建立开关柜模型,分别仿真研究电快速瞬变脉冲群电压和电快速瞬变脉冲群电流形成的瞬态电磁场对微机保护装置外壳的耦合过程,并采取电磁屏蔽和空间隔离等措施切断其耦合途径。仿真结果表明,通过研究开关柜中电快速瞬变脉冲群的耦合过程而制定的电磁隔离措施可以有效减弱耦合到微机保护装置外壳的电快速瞬变脉冲群。

关键词：电快速瞬变脉冲群微机保护装置耦合途径电磁屏蔽