电快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度设计注意事项_电快速瞬变脉冲群

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www.cypress.com 文档编号：002-03849 版本*A 1

AN80994

电快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度设计注意事项

作者：Shruti Hanumanthaiah、Srinivas NVNS

相关应用笔记：AN2155、AN78175

AN80994 介绍了提高嵌入式系统设计中的电快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度的最佳实践。本应用笔记说明了快速瞬变脉冲群对

混合信号的嵌入式控制器的影响，并提供了提高 EFT 抗扰度方法，以及有助于降低这些影响的设计建议。它还总结了

IEC 61000-4-4 EFT 测试要求。

1 简介 .......................................................................... 2

2 EFT 是什么？ ............................................................ 2

2.1 EFT 波形特性 ...................................................... 3

3 故障模式 ................................................................... 4

3.1 复位 ................................................................. 5

3.2 闩锁 ................................................................. 6

3.3 模拟和数字信号的损坏 ..................................... 7

3.4 通信故障 .......................................................... 7

3.5 存储器破坏 ....................................................... 8

4 性能标准 ................................................................... 8

5 故障排除以及提高某出错系统的 EFT 抗干扰方法 ..... 8

5.1 系统 ................................................................. 9

5.2 PCB 布局........................................................... 11

5.3 原理图 ............................................................ 13

6 设计注意事项和错误降低技术 ................................. 16

6.1 系统级注意事项 .............................................. 17

6.2 电源供电设计注意事项 ................................... 18

6.3 目标板设计时的注意事项 ............................... 20

6.4 固件技术 ........................................................ 36

7 总结 ........................................................................ 38

8 关于作者 ................................................................. 38

9 参考材料 ................................................................. 39

A 附录 A：IEC 61000-4-4 EFT 测试要求 ................... 40

A.1 测试等级 ........................................................ 40

A.2 测试装置 ........................................................ 41

A.3 测试程序 ........................................................ 42

文档修订记录................................................................... 44

全球销售和设计支持 ........................................................ 45

产品 ................................................................................. 45

PSoC

解决方案 ............................................................... 45

赛普拉斯开发者社区 ........................................................ 45

技术支持 .......................................................................... 45

安全注意事项

EFT 测试包含危险电压。

必须充分遵守电气安全规则。

请咨询获得认证的安全技术人员。

电快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度设计注意事项

www.cypress.com 文档编号：002-03849 版本*A 2

1 简介

本应用笔记说明了电快速瞬变脉冲群（EFT）对嵌入式控制器的影响，并提供了降低这些影响的硬件和固件技术。本应

用笔记还介绍了一系列指南，使用这些指南，设计人员能够构建瞬变抗扰系统。

制订了国际标准，以便说明瞬变特性。这些标准还给产品设计人员提供了有关合规性的测试方法的指导。电气产品快速

瞬变抗扰度要求由国际电工委员会（ IEC）在 IEC 61000-4-4 中（针对 EFT）定义。

EFT 是什么？章节说明了 IEC 61000-4-4 标准中所定义的 EFT 以及测试波形的特性。下一章节，故障模式，则介绍了

瞬变可能给嵌入式系统造成的影响。故障排除以及提高某出错系统的 EFT 抗干扰方法章节中提供了调试技巧，并列出

了一些提高故障系统的 EFT 抗扰度的可用方法。

设计工程师的首要目标是：即使在非导电环境下使用，也要确保一个终端产品正常操作及其性能。通常，重点内容为产

品的功能，而不是系统本身。设计工程师必须考虑产品设计方面的内容，包括多个问题，比如电磁干扰和抗扰度要求。

如果一个产品未通过兼容测试（EFT 或其他测试），则需要重新设计或返工。这样，设计成本会明显增加。这些成本

还不包括延迟时间、客户的不满以及市场份额流失。因此，进行系统设计的同时，设计工程师应尽量降低系统的错误。

设计注意事项和错误降低技术章节说明了系统设计工程师通过考虑某些设计时间规则可以预先阻止的有关 EFT 的问题。

本应用笔记的重点内容是目标电路板设计中的注意事项。它还总结了一个系统及其电源的某些重要设计注意事项。此外，

它还提供了固件技术，这些技术可由错误检测和恢复机制组成。

附录部分介绍了 IEC 61000-4-4 标准的总结。本应用笔记还提供了资料以供参考。

2 EFT 是什么？

当电感负载（如续电器、开关接触器或重型电机）处于断电状态时，它将在电源分配系统上生成时间短但频率高的瞬态

突变。当工具供电器插入或拔出功率因数校正设备时，也会生产这种瞬态突变。导致电源线路瞬变的常见原因是电火花，

只要插入交流电源线，并关掉设备，或者打开或关闭电路断路器，将会发生电火花。图 1 显示的是如何生成瞬变噪声，

并通过电源线路将其耦合到终端设备。

图 1. 生成瞬变噪声并将其耦合到终端设备

Inductive

Load

End

Equipment

ARC

Transient

Pulse

IEC 61000-4-4 规范定义了测试电压波形，这种波形用于模仿通过在交流电源线路上切换电感负载所造成的瞬变。该规

范还定义了抗扰度对重复快瞬变的要求，以及系统所需的测试方法。

制造商会使用 IEC 61000-4-4 标准所定义的 EFT 波形，以便测试经过快瞬变后设备的性能。该测试主要涉及到 EFT 脉

冲被注入到设备的交流电源线路内。EFT 波形还可以被注入到信号线路、控制线路以及接地连接内，以便模仿这些线

路上瞬变噪声的耦合。脉冲波形具有高幅度（0.5 ~ 4 kV）、上升时间短、高重复率和低能量等特性。 IEC 61000-4-4

还根据脉冲波形的幅度定义了测试级别。图 2 显示的是 IEC 61000-4-4 规范中所定义的波形形状。它包含在一分钟的

时间内每隔 300 毫秒重复一次的 75 个脉冲突发。测试期间，正极性和负极性 EFT 脉冲均被注入。

这样，测试目的是为了显示电气和电子设备经过这种快速瞬变时的抗扰度。实际上，存在多个国际标准，它们指定了特

定类型的设备的瞬变抗扰度性能的要求。例如，欧洲联盟的 EN 55024 介绍了信息技术设备的测试要求和性能标准。与

之类似，IEC 61547 则说明了照明设备的测试要求和性能标准。全部这些标准的要求和测试方法都来自于 IEC 61000-

4-4。请咨询您当地的标准制定机构，以获得所设计设备的相关抗扰度性能标准。

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