Sähkömagneettisen yhteensopivuuden vaatimukset ja testausmenetelmät AC-stabiloidulle virtalähteelle
1 Peruskäsitteet
Sähkömagneettinen yhteensopivuus on tärkeä sähkö- ja elektroniikkatuotteiden laatuindeksi. Voidaan katsoa, että tuotteiden laatu koostuu pääasiassa kahdesta pääsisällöstä: laatunormeista ja teknisistä indikaattoreista. Ensimmäinen koskee yleisiä normeja eli kansainvälistä IEC:tä ja maan Kiinassa laatimia perusstandardeja; jälkimmäinen on tuotteen toimintojen ja sen teknisten vaatimusten säätely. Sähkömagneettinen yhteensopivuus ja turvallisuusvaatimukset ovat perusstandardeja. Nyt EMC on muodostanut täydellisen järjestelmän perusstandardeista, yhteisistä standardeista, perhestandardeista ja tuotestandardeista. Lisäksi tätä tarkoitusta varten on kansainvälisesti erityinen lainsäädäntö. Esimerkiksi Euroopan unioni on laatinut säännöksiä, joiden mukaan sähkö- ja elektroniikkatuotteiden on 1. tammikuuta 1996 alkaen hankittava pienjännitteen hallinnan (LV-direktiivi) ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden hallinnan (EMC-direktiivi) pätevyystodistus, ennen kuin niitä voidaan myydä marketti. Vuosien varrella uusia EMC-standardeja on julkaistu virallisesti Kiinassa. On kuitenkin syytä huomauttaa, että asiaankuuluvat IEC EMC-standardit päivitetään edelleen luonnoksista tai vanhoista versioista virallisiin versioihin, ja myös asiaankuuluvia kansallisia EMC-standardeja päivitetään ja julkaistaan jatkuvasti, ja viimeisin versio on ensisijainen asiaankuuluvissa EMC-testeissä. .
Niin sanottu EMC määritellään GB/T4365-1996 "sähkömagneettisen yhteensopivuuden terminologiassa" seuraavasti: laitteen tai järjestelmän kyky toimia normaalisti sähkömagneettisessa ympäristössään aiheuttamatta ei-hyväksyttävää sähkömagneettista häiriötä ympäristössä. Tämä määritelmä tiivistää kolme näkökohtaa. Ensinnäkin sähkömagneettisten häiriöiden rajoittuvuus. Sähkömagneettiset häiriöt ovat kaikkialla, mutta niitä voidaan rajoittaa laatustandardein ja sen haitallisuutta voidaan rajoittaa teknisin keinoin. Tämä tarkoittaa, että tuotteelle tulee määrittää lähetettävän sähkömagneettisen häiriön voimakkuuden raja-arvo sähkömagneettisen ympäristön pätevyyden varmistamiseksi. Toiseksi sähkömagneettisten häiriöiden sietokyky. Tämä tarkoittaa, että tuotteen pitäisi pystyä toimimaan normaalisti sähkömagneettisessa ympäristössä tietyllä sähkömagneettisten häiriöiden intensiteetillä ilman, että sen suorituskykyindeksi heikkenee. Kolmanneksi sähkömagneettisen ympäristön standardointi ja yhteensopivuus. Toisin sanoen sähkömagneettisia häiriöitä vastaan ryhtyminen ei voi heikentää itsensä tai muiden tuotteiden tai järjestelmien suorituskykyä samassa sähkömagneettisessa ympäristössä, ja se voi toimia rinnakkain vain ystävällisellä "rauhanomaisella" tavalla. Esimerkiksi johtavuushäiriöiden vähentämiseksi kytketään kondensaattori rinnan laitteen virtalähteen vaihejohdon ja maajohdon väliin. Laitteen osalta kondensaattorin kapasiteetin on täytettävä kansallisen vuotovirran standardin raja-arvovaatimukset; järjestelmälle on estettävä siitä muodostuminen järjestelmähäiriön kytkentälähteeksi ja vaikuttamasta järjestelmän toimintaan. Siksi tuotteen EMC-testin tulisi sisältää kaksi näkökohtaa:
(1) Testaa sen ulkomaailmaan lähettämän sähkömagneettisen häiriön voimakkuutta varmistaakseen, täyttääkö se asiaankuuluvissa standardeissa määrätyt raja-arvovaatimukset;
(2) Suorita herkkyystesti määritellyn sähkömagneettisen häiriön intensiteetin sähkömagneettisen ympäristön olosuhteissa varmistaaksesi, täyttääkö se asiaankuuluvissa standardeissa määrätyt häiriönsietovaatimukset.
Nämä kaksi näkökohtaa ovat sähkömagneettinen häiriö tai sähkömagneettinen häiriö ja häiriönsieto EMC-testiprojektissa; jälkimmäisessä käytettiin yleisesti termiä herkkyys. Sähkömagneettisten häiriöiden esiintyminen riippuu häiriölähteen voimakkuudesta, häiriön kytkentätavasta ja laitteen herkkyydestä häiriöille. Siksi EMC-suorituskykyvaatimukset ja testausmenetelmät asiaankuuluvissa standardeissa ei ole vain jaettu eri kohtiin eri ominaisuuksien ja tyyppien mukaan, vaan myös kahteen luokkaan sähkömagneettisten häiriöiden eri siirtomenetelmien mukaan: nimittäin johdettu häiriö ja säteily. häiriötä. Edellinen havaitsee pääasiassa tehotaajuuden tehoharmonisten ja korkeataajuisten kohinoiden intensiteetin ja taajuusalueen, joita testattava laite johtaa ulospäin sähkömagneettisten häiriöiden lähikenttä- ja induktiokenttävaikutuksiin kuuluvan voimalinjan tai signaalijohdon kautta. Jälkimmäinen havaitsee testattavan laitteen suoraan säteilemän radiotaajuisen kohinan intensiteetin ja taajuusalueen, joka kohdistuu pääasiassa sähkömagneettisen häiriön kaukokenttävaikutukseen. On syytä huomata, että viime vuosina kansainvälinen yhteisö on kiinnittänyt erityistä huomiota virtalähteen harmonisten häiriöiden ja laitteiden sietovaatimusten kahteen näkökohtaan. Ensimmäinen koskee julkisten sähköverkkojen ympäristönsuojeluvaatimuksia. Jälkimmäisen tarkoituksena on varmistaa laitteen tai järjestelmän luotettavuus. Tästä syystä monet standardit erottavat myös teholähteen harmonisen virtasisällön ja häiriönsietovaatimukset kahdeksi suureksi tekniseksi vaatimukseksi EMC-projektista ja erottelevat ne erillisinä kohteina. On syytä huomauttaa, että tietoyhteiskunnalle tietotekniikan laitteiden epänormaalista toiminnasta aiheutuvaa menetystä on usein vaikea mitata rahassa. Realistisissa olosuhteissa, joissa sähkömagneettisia häiriöitä ei voida täysin välttää, on erityisen tärkeää parantaa tuotteiden häiriönsietoa määritellyissä sähkömagneettisen ympäristön olosuhteissa.
Tarkemmin sanottuna valmistajan suorittamassa rutiinitestauksessa tiettyjen EMC-osien rutiinitestauksessa on vahvistettava, täyttääkö tuotteen EMC-suorituskyky kansallisten ja alan standardien vaatimukset (kotimaisten ja ulkomaisten kirjallisuusraporttien mukaan vakavaa EMC-suunnittelua ja perusteellista testausta ei ole tehty) on suoritettu ja riittävä EMC-testin läpäiseminen on vaikeaa), ja sillä voidaan myös arvioida ulkoisten sähkömagneettisten häiriöiden vaikutuksen astetta tuotteeseen ja siihen liittyvien vaimennustoimenpiteiden tehokkuutta sekä selvittää erityiset syyt (lähteet ja toimintatavat) ). mitata. Siksi EMC-testauksen suorittaminen tuotteen suunnittelun ja viimeistelyn alkuvaiheessa on korvaamaton tehtävä tuotteiden kaupallistamiseksi. Toisesta näkökulmasta tuotteiden EMC-suorituskyvyn ymmärtäminen on tärkeä tekijä hyödykkeiden tarkastuksessa ja tuotteiden käyttäjien hyväksymisessä. Kaikki nämä edellyttävät EMC-suorituskykyvaatimusten ymmärtämistä ja testaustietoa.
Virtalähdetuotteiden EMC-testillä on erityisvaatimukset, jotka määräytyvät tämän tyyppisten tuotteiden toimintojen mukaan. Ensinnäkin teholähdetuotetta käytetään tehorajapintana virtalähteen (yleensä verkkovirta) ja sen palveleman kuorman (tyypillisesti sähkömagneettisille häiriöille herkät tietotekniikan laitteet) välillä. Sen perustehtävä on varmistaa, että tehokerroin ei vaikuta kytkettyyn kuormaan. toimintahäiriö tai vaikutuksen aiheuttama vaurio. Näin EMC-vaatimukset virtalähdetuotteille ovat luonnollisesti korkeammat kuin muille tuotteille. Tyypillisin esimerkki tästä on, että teholähdetuotteiden EMC-standardi edellyttää, että teholähdetuotteiden tulolähteen liitin ja lähtökuormaliitin tulee testata vastaavasti johtuvien häiriöiden varalta. Lisäksi, jos virtalähdetuote on välttämätön osa järjestelmätyötä (kuten UPS) ja tuotetta myydään yleistuotteena, tuotteelle voidaan tehdä toinen EMC-testi. Ensimmäinen kerta on testata tuotteen omissa standardeissa määritellyt EMC-suorituskykyominaisuudet; toinen kerta on tehdä systemaattinen EMC-testi käyttäjien mielipiteiden ja järjestelmän, johon se kuuluu, perusteella.
Suuri määrä tutkimuksia on osoittanut, että sähköverkosta tuleva sähkömagneettinen häiriö on tärkein ja pahin sähkömagneettisen häiriön tyyppi. Niin kauan kuin tämäntyyppiset häiriöt voidaan ratkaista, immuniteettiongelma on periaatteessa ratkaistu. Siksi jotkut sanovat, että nykypäivän tietoyhteiskunnan tekniset ominaisuudet ovat "yksi kone, kolme kappaletta", eli tietokoneet ja laitteistot, ohjelmistot ja sähkökomponentit. Tällä tavoin AC-stabiloidulla teholähteellä verkkovirran ja elektronisten laitteiden, erityisesti tietotekniikan laitteiden, välisenä tehorajapinnana tulisi olla tehokas tehosuodatintoiminto, ainakin sillä tulisi olla merkittävä vaimennus- ja vaimennusvaikutus sähkömagneettisissa häiriöissä. Tätä tulisi pitää vaihtovirtasyötön olennaisena toimintona. Luonnollisesti AC-stabiloidussa teholähteessä, jossa on häiriönestotoiminto, sen ei pitäisi ainoastaan parantaa häiriönestokykyään, vaan sillä on oltava myös sen lähtöön liitettyjen ja EMI-herkkien elektronisten tuotteiden EMC-suorituskyky. suurempi EMC* * Marginaali, tämä on keskeinen toiminnallinen vaatimus häiriösäädellylle AC-virtalähteelle, jonka tehtävänä on puhdistaa häiriökohina. Tämä on yksi perusteista laadittaessa SJ/T10541-94 "Yleiset tekniset ehdot anti-interference AC Stabilized Power Supply".
Toisaalta eräät EMC:n kaltaiset vaatimukset ovat näkyneet teholähdetuotteiden suorituskykyindikaattoreissa. Esimerkiksi AC-säädetyn teholähteen lähdejännitevaikutus ja lähtöjännitteen suhteellinen harmonisten kokonaissisältövaatimus. Lisäksi jotkin EMC-tuotteet, jotka ovat herkkiä vain heikkovirtaisille elektronisille laitteille, kuten virransyötön taajuuden magneettikentän häiriöt, sähköstaattiset purkaukset, säteilevät sähkömagneettisen kentän häiriöt jne., voivat vaikuttaa vain vähän suuritehoisiin sähkölaitteisiin, joten ne voivat vaikuttaa vain vähän. ei ole listattu tarpeellisiksi SJ/T10541-94 Testikohdissa. Tällä tavalla AC-säädeltyjen teholähteiden EMC-vaatimukset eroavat muiden sähkö- ja elektroniikkatuotteiden vaatimuksista.
2 EMC-testikohdetta ja -vaatimuksia
EMC-testivaatimukset on jaettu 3 luokkaan tuotteen käytön mukaan: **-luokka, teollisuus- ja kaupallisen ympäristön käyttöluokka sekä siviili- ja asuinympäristön käyttöluokka. Kahden jälkimmäisen testikohteet, vaatimukset ja menetelmät ovat suhteellisen yhdenmukaisia, ja ero on indikaattoreita koskevissa vaatimuksissa. **-luokka eroaa melkoisesti kahdesta jälkimmäisestä kategoriasta sen erityiskäytön vuoksi. Lisäksi ilmailu- ja laivavarusteille asetetaan käytön erityispiirteistä johtuen samat korkeat vaatimukset kuin sotavarusteille, ja olemassa on kansainväliset yleiset standardit ja spesifikaatiot. Tämä artikkeli keskittyy kahteen jälkimmäiseen luokkaan markkinoilla myytävien AC-säädeltyjen teholähteiden käyttöehtojen perusteella.
Koska yhteiskunnassa on kiinnitetty yhä enemmän huomiota EMC-kysymyksiin, joihin liittyy monia ammatteja ja tuotteita, IEC on käsitellyt EMC-vaatimukset IEC:n perusstandardina. Tämä on uusin IEC61000-sarjan standardi. Tätä standardia on pidetty kansainvälisesti yleisstandardina, jolla on sama merkitys kuin kansallisella standardilla. Yksi niistä, IEC61000-4 "Testing Technology", on EMC-testauksen ohjauksen perusstandardi. Koska EMC-tekniikka on monimutkainen, monialainen ja jatkuvasti kehittyvä uusi tekniikka, myös asiaankuuluvia EMC-testikohteita, -vaatimuksia ja -menetelmiä tarkistetaan ja parannetaan jatkuvasti. Siksi monia IEC:n61000-4 kohteita ei ole vielä virallisesti julkaistu, ja ne ovat edelleen luonnoksessa. Jotta lukijoiden olisi helpompi ymmärtää tätä tietämystä, esittelemme vaihtovirtasäädeltyjä virtalähteitä koskevat projektit ja keskitymme asiaankuuluvien kansallisten standardien hyväksymiin IEC-projekteihin.
