振铃波模拟器在电子电气设备 EMC 抗扰度测试中的应用研究

摘要
在工业电网、民用供电系统中，高压开关分合、变压器暂态振荡、电力故障、感性负载投切会产生阻尼振荡型振铃波干扰，该类瞬态骚扰通过电源线、信号线传导进入电子电气设备内部，极易造成设备死机、误动作甚至硬件损毁。振铃波模拟器（振铃波发生器）作为电磁兼容重要测试仪器，可以在实验室条件下复现实工况振铃波干扰，按照 GB/T 17626.12‑2023、IEC 61000‑4‑12 等标准完成抗扰度测试，评估被测设备（EUT）抗干扰耐受能力，定位绝缘薄弱点与电路抗扰设计缺陷，保障电子设备在复杂电力电磁环境稳定运行。本文以力汕 RWG61000‑12 系列振铃波模拟器为研究对象，阐述振铃波干扰产生机理、模拟器核心功能、关键技术参数以及多行业工程应用场景，为 EMC 振铃波抗扰度测试实践提供参考依据。

引言
现代电子电气设备大量应用于工业控制、新能源充电桩、医疗设备、家用电器、电力仪表等领域，设备供电环境中充斥各类瞬态电磁骚扰。振铃波属于非重复阻尼振荡瞬态脉冲，广泛存在于低压交流供电网络中。当电网中高压开关动作、变压器绕组发生暂态振荡、大型电机启停、系统发生短路故障时，线路阻抗不匹配引发行波反射，就会生成上升沿陡峭、幅值较高、逐步衰减的 100kHz 级振荡脉冲，也就是振铃波干扰。

该干扰可沿着电源线、信号线缆耦合进入设备内部，对电源回路、信号接口形成冲击。很多设备在理想实验室供电环境工作正常，但投入现场电网后频繁出现控制异常、通讯中断、功能紊乱，很多故障根源就是振铃波骚扰。为了规避现场电磁环境带来的设备失效风险，行业要求产品研发、型式认证阶段开展标准化振铃波抗扰度试验。振铃波模拟器就是实现该试验的核心硬件，能够脱离复杂现场环境，在实验室内复现标准化振铃波波形，完成可重复、可对比的抗扰度评估，提前暴露产品设计隐患，是电磁兼容验证不可缺少的测试设备。

1 振铃波模拟器工作原理与核心功能

振铃波模拟器，又常被称为振铃波发生器，主要由高压储能单元、脉冲成形网络、功率放大模块、耦合去耦网络（CDN）、人机交互控制系统组成。依靠 LC 振荡回路产生标准阻尼振荡波形，经过功率放大输出规定电压电流脉冲，耦合去耦网络将干扰注入被测设备端口，同时隔离外部市电，防止测试脉冲反向污染供电电网，保证测试安全与波形保真度。

振铃波模拟器的核心功能，是模拟电子电气设备实际工况中所遭遇的振铃波干扰，复现高压开关操作、变压器绕组暂态振荡、电力系统故障、感性负载投切等场景产生的阻尼振荡脉冲。按照国家标准与国际标准规定的波形参数向被测设备（EUT）施加骚扰信号，开展标准化抗扰度测试，评估被测设备对于振铃波干扰的耐受水平；在测试过程中及时发现设备绝缘薄弱点、电源回路缺陷、接口防护电路漏洞等抗扰设计缺陷，指导硬件整改优化，以此保障设备投入实际现场后，在复杂电力环境下可以持续稳定运行。

在测试过程中，操作人员可以调整输出电压幅值、输出阻抗、脉冲极性、电网同步相位，模拟不同严酷等级的现场干扰。观察被测设备在骚扰注入过程中工作状态，依据产品规范判据，判定设备是否出现性能降级、功能异常、硬件损坏，以此完成抗扰度等级判定。力汕 RWG61000‑12 系列振铃波模拟器搭载中英文安卓触控屏幕，可视化设置全部测试参数，自动记录测试过程，适配多行业产品 EMC 合规测试。

2 力汕 RWG61000‑12 系列振铃波模拟器关键参数

力汕 RWG61000‑12 系列振铃波模拟器分为 4 个型号，覆盖 4kV、6kV 输出等级，分别配置单相、三相五线耦合去耦网络，适配单相家电、仪表与三相工业设备。该系列产品满足 GB/T 17626.12‑2023、IEC 61000‑4‑12:2017、EN 61000‑4‑12:2017、GJB151B‑2013 多项标准要求，主要技术参数如下表所示。

表 1 RWG61000‑12 系列振铃波模拟器主要规格参数

从参数可以看出，该振铃波模拟器具备 12Ω、30Ω 两档标准输出阻抗，对应标准规定的不同源阻抗测试条件；支持交流工频 0‑360° 相位同步触发，可以模拟振铃波出现在工频电压任意相位时刻的工况，提升测试复现性。4kV 版本适合家用电器、普通工业控制设备，6kV 版本 RWG61000‑12A、12AT 适合电力设备、新能源等高严酷等级产品测试；单相 CDN 用于小家电、电表，三相五线 CDN 面向变频器、三相电机等工业装备，产品覆盖范围广。

3 振铃波模拟器的行业应用

振铃波模拟器广泛服务于工业控制电力、新能源、消费家电、医疗电子多个行业的产品研发、可靠性验证、型式检测工作。

在工业控制与电力设备领域，PLC 可编程控制器、伺服驱动器、工业路由器、电能表、继电保护装置需要使用振铃波模拟器开展电源线抗扰测试，模拟工厂车间电机启停、变压器切换带来的阻尼振荡干扰。测试中可以发现设备是否出现指令延迟、通讯报错、继电器误动作，评估设备绝缘性能，避免现场使用发生设备烧毁，保障工业生产线、配电系统安全稳定运行。

在新能源与车载电子行业，交流、直流充电桩的电源输入端口、CAN 通信端口，需要通过振铃波模拟器开展抗扰测试，模拟电网扰动、充电桩内部开关动作产生的振铃波骚扰，检验充电桩是否发生充电中断、通信故障。车载 BMS 电池管理系统、车载充电机 OBC 等车载部件同样可以借助振铃波模拟器，复现车载供电系统瞬态振荡干扰，保证行车状态电子部件工作可靠。

在家用电器与消费电子领域，冰箱、空调、洗衣机、电源适配器、智能插座使用振铃波模拟器模拟家庭电网压缩机启停、大功率电器投切产生的振铃波，检验设备会不会死机、功能紊乱，提前完善电源端口防护电路，提升民用电子产品使用可靠性。

医疗电子设备对运行可靠性有极高要求，监护仪、超声设备、输液泵等医疗仪器需要使用振铃波模拟器模拟医院 CT、MRI 大型设备投切带来电网振铃波骚扰，验证设备不会发生采集数据偏移、功能误触发，保障诊疗安全。

4 测试实践意义与总结

振铃波是现实供电网络客观存在的电磁骚扰，很多产品现场故障根源来自振铃波冲击。振铃波模拟器提供标准化、可复现的实验室测试手段，不需要搭建复杂现场工况，就能够模拟真实电网阻尼振荡脉冲，完成被测设备抗扰度评估，定位绝缘薄弱点、防护电路缺陷，指导产品 PCB 布局、接地设计、浪涌防护器件选型优化，从研发源头降低设备现场失效概率。

力汕 RWG61000‑12 系列振铃波模拟器完整覆盖国标、国军标、国际标准波形指标，单相、三相多型号配置，兼顾研发实验室、第三方检测机构的使用需求。开展振铃波抗扰度测试，不只是满足产品合规认证，更是提升电子电气设备环境适应性、可靠性的重要手段。随着工业装备、新能源设备不断普及，振铃波模拟器会在电磁兼容验证领域发挥更加重要的作用。