本篇文章我們將討論電快速瞬變（EFT）是如何引起的，如何測量收發器EFT性能，以及RS-485收發器的EFT測量結果。

Tom Kugelstadt

Principal Applications Engineer

使用RS-485收發器的工業網絡每天都會受到電快速瞬變（EFT）轟炸。這些瞬變通常以突發的形式發生，起源于由于感性負載中斷（開關）、繼電器觸點彈跳等引起的開關瞬變。這些瞬變會破壞傳輸總線節點之間的數據，甚至損壞收發器設備，導致網絡停機。因此，為了確保從EFT事件中快速恢復，需要器件內部瞬態抑制電路，以維持網絡運行。

電快速瞬變起源

斷電時，繼電器、開關接觸器或重型電機等感性負載會在配電系統上產生狹窄的高頻瞬變突發。當公用事業提供商切換進入或退出功率因數校正設備時，也會產生這些快速瞬變。電源線瞬變的常見原因是每當插入交流電源線、關閉設備或斷開或關閉斷路器時都會產生火花。

圖1 瞬態噪聲的產生和耦合到終端設備

EFT抗擾度測試標準

為了評估系統對EFT突發的抗擾度，國際電工委員會（IEC）制定了IEC 61000-4-4標準，該標準定義了測試電壓波形測試電平范圍，測試設備，測試設置和測試程序。

有關瑞薩電子RAA78817x系列RS-485收發器的測試設置的完整詳細信息，您可點擊文末閱讀原文參閱瑞薩電子“R15AN0012：RAA78817x系列3.3V RS-485/RS-422收發器的EFT抗擾度”應用文檔。

圖2 單個EFT脈沖的波形

圖3 EFT測試脈沖序列的時序

圖2描繪了單個EFT脈沖的波形，圖3顯示了典型EFT測試期間的測試脈沖序列。在這里，EFT脈沖發生器產生一系列稱為突發的低能量脈沖。每個脈沖的上升時間為5ns，脈沖持續時間（時間到一半值）為50ns。突發周期為300毫秒，包括75次瞬態，然后是暫停間隔。該測試允許5kHz和100kHz兩種重復頻率。對于5kHz的脈沖重復率，75個脈沖需要15ms，而對于100kHz的重復頻率，它們只需要0.75ms。

所需的最短測試持續時間為2分鐘，包括三個10秒的正脈沖窗口，每個窗口后有10秒的暫停間隔，以及三個10秒的負脈沖窗口，暫停間隔為10秒。這導致在兩分鐘的測試序列中總共有15000個正脈沖和15000個負脈沖。

雖然單個脈沖代表低能量瞬態，但整個脈沖串的能量則不然。對于給定的測試電壓，EFT脈沖串的能量大約比單個脈沖能量高250倍。

為了測試收發器數據端口的EFT抗擾度，EFT測試脈沖通過電容鉗耦合到點對點數據鏈路中（圖4）。該箝位環繞兩條數據線，因此表示共模測試。

圖5顯示了數據端口的5個測試級別。前四級電壓隨著每級遞增而加倍。第五級x是一個特殊級別，可以假設任何測試電壓。但是，電壓電平必須在制造商的數據表中指定。

圖4 帶電容鉗位測試數據端口的測試裝置

圖5 數據端口（收發器總線端子模塊）的EFT測試電平

RAA78817x收發器的EFT抗擾度

RAA78817x收發器經過了高達3kV EFT瞬變的測試。在EFT測試前后，觀察發射節點和接收節點的總線和接收器輸出信號以進行視覺比較。

除了目視確認收發器正常運行外，所有收發器都在自動測試系統（ATE）上進行了參數性能測試。通過標準要求設備不顯示任何參數偏移。結果顯示，RAA78817x系列3.3V RS-485/RS-422收發器在3kV測試電壓下通過了所有EFT測試，這使該收發器系列進入了IEC 61000-4-4的最高特殊測試級別類別（圖6）。

圖6 RAA78817x收發器的EFT測試級別類別

瑞薩電子 (TSE: 6723)

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審核編輯：湯梓紅