Miten AC-säädetyn virtalähteen EMC-suunnittelu suoritetaan
EMC-suorituskyky on tärkeä indeksivaatimus AC-säädetylle teholähteelle. Vaihtovirtasäädellyn teholähteen käyttöarvoa koskevien vaatimusten perusteella sen EMC-suorituskyvyn ei tulisi ainoastaan täyttää korkeamman vakavuustason häiriönsietoindeksiä ja hyväksyttyä sähkömagneettisten häiriöiden rajaa, vaan mikä tärkeintä, sen tulee olla kuormitukselleen (herkkä EMI). elektroniset laitteet) riittävän EMC-turvamarginaalin saavuttamiseksi. Tässä artikkelissa, yhdistettynä tuotteen EMC-suorituskykyvaatimuksiin, asiaa koskevat vaatimukset ja testausmenetelmät selitetään yksityiskohtaisesti ja esitetään henkilökohtaisia mielipiteitä.
1 Peruskäsitteet
Sähkömagneettinen yhteensopivuus (ElectromagneTIcCompaTIbility, kutsutaan EMC:ksi) 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 IEC:n asiaankuuluvia EMC-standardeja päivitetään edelleen luonnoksista tai vanhoista versioista virallisiin versioihin, ja myös asiaankuuluvia kansallisia EMC-standardeja päivitetään ja julkaistaan jatkuvasti, ja viimeisin versio on voimassa asiaankuuluvan EMC:n osalta. testit.
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 tehovaihejohdon ja maajohdon väliin. Laitteelle kondensaattorin kapasiteetin tulee täyttää turvallisuusstandardin vuotovirran raja-arvovaatimukset; järjestelmälle on estettävä siitä muodostuminen järjestelmähäiriön kytkentälähteeksi ja vaikuttamasta järjestelmän toimintaan. Tuotteen EMC-testin tulisi siksi sisältää kaksi näkökohtaa: (1) Testaa sen ulkomaailmaan lähettämän sähkömagneettisen häiriön intensiteetti varmistaakseen, täyttääkö se asiaankuuluvien standardien raja-arvovaatimukset.
EMC-testikohteet ja -vaatimukset
EMC-testivaatimukset on jaettu 3 luokkaan tuotteen käytön mukaan: sotilaskäyttöön, teolliseen ja kaupalliseen ympäristöön sekä siviili- ja asuinympäristöön. Kahden jälkimmäisen testikohteet, vaatimukset ja menetelmät ovat suhteellisen yhdenmukaisia, ja ero on indikaattoreita koskevissa vaatimuksissa. Sotilasluokka 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 kuuluisa IEC61000-sarjan standardi. Tätä standardia on pidetty kansainvälisesti yhteisenä standardina, jolla on sama merkitys kuin turvallisuusstandardilla. 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 julkaistu virallisesti, ja ne ovat edelleen luonnoksessa. Jotta lukijoiden olisi helpompi ymmärtää tätä tietoa, esittelemme AC-säädeltyjä teholähteitä koskevat projektit ja keskitymme asiaankuuluvien kansallisten standardien hyväksymiin IEC-projekteihin.
EMC-testauksen ehdot ja menetelmät
Testaus riippuu kolmesta tekijästä: menetelmistä, tekniikoista ja laitteista. Menetelmän määrää sekä mittausperiaate että testauslaitteiston käyttö. Tekniikka on kaikki testausmenetelmät, jotka on otettu käyttöön oikeiden testitulosten (suuremman tarkkuuden) saamiseksi, ja laitteistossa on kaikki, mikä heijastaa edellä mainittuja kahta tekijää testiä varten. tekninen laite. Nämä kaikki on standardoitava testien toistettavuuden ja aitouden takaamiseksi.
EMC-testiolosuhteet määritetään testimenetelmällä. Erityiset testausmenetelmät on jaettu laboratorio-olosuhteissa suoritettavaan testipenkkimenetelmään ja todellisissa käyttöolosuhteissa suoritettavaan kenttämenetelmään. Kaikkia kentällä mahdollisesti ilmeneviä häiriöilmiöitä on mahdotonta simuloida, varsinkin kenttämenetelmällä on ylitsepääsemättömiä rajoituksia. Standardoidun testauksen avulla voidaan kuitenkin saada kattavampaa tietoa testattavan laitteen EMC-suorituskyvystä. Tästä syystä kansainvälinen suositus on ottaa käyttöön ensin testipenkkimenetelmä, ellei sitä voida suorittaa laboratoriossa, kenttämenetelmää ei yleensä käytetä.
Pääasiallinen häiriönsietotestin menetelmä on valita sopiva vakavuusaste laitteen sähkömagneettisen ympäristön olosuhteiden mukaan yhdistettynä käyttäjän laitteelle suorittamiin toimenpiteisiin, testata asiaankuuluvien testimenetelmien mukaisesti ja lopuksi arvioida testi. tulokset tuotestandardien ehdottamien pätevien arviointiehtojen mukaisesti Kelpoisuus. Tämä on tärkein ero immuniteettitestin ja muiden testien välillä.
Sähkömagneettisen häiriön lähde sähkömagneettisessa ympäristössä, sähkömagneettisen häiriölähteen kytkentätapa laitteeseen, laitteen herkkyys sähkömagneettisille häiriöille ja käyttäjän suojatoimenpiteet työmaalla liittyvät suoraan vakavuustasoon. Eli käyttöympäristö määrittää häiriön muodon ja asennuksen suojausolosuhteet määrittävät häiriön vakavuuden. GB/T13926.4 määrittelee erityisesti sähköisen ympäristön olosuhteet sähkömagneettisen ympäristön vakavuustasoa vastaavien laitteiden käytössä:
Taso 1, jossa on hyvin suojattu ympäristö, kuten tietokonehuone;
Taso 2, suojatut ympäristöt, kuten tehtaiden ja voimalaitosten valvomot tai terminaalihuoneet;
Taso 3, tyypillinen teollisuusympäristö, kuten teollisuusprosessilaitteet, voimalaitosten relehuoneet ja ulkona toimivat suurjännitesähköasemat;
Taso 4, ankarat teollisuusympäristöt, kuten voimalaitokset, teollisuusprosessilaitteet ilman erityisiä asennustoimenpiteitä, ulkoalueet jne.
IEC:ssä801-5 ylijännitelähteenä on virrankytkentätransientti tai epäsuoran salamaniskun salamatransientti, ja laitteiden asennusolosuhteet ja suojavarusteet luokitellaan seuraavasti (sovelletaan ylijännitettä):
Luokka 0: Hyvin suojattu sähköympäristö primääri- ja toisioylijännitesuojalla, yleensä erityisessä huoneessa, ja ylijännite ei ylitä 25 V;
Luokka 1: sähköinen ympäristö paikallisella suojauksella ja ensiöylijännitesuojalla, ja ylijännite ei ylitä 500 V;
Tyyppi 2: Voimajohto on erotettu muista linjoista, sähköinen ympäristö, jossa on hyvä kaapelieristys, ja ylijännite ei ylitä 1 kV;
Luokka 3: Sähköympäristö, jossa voimakaapelit ja signaalikaapelit on vedetty rinnakkain ja ylijännite ei ylitä 2 kV;
Luokka 4: Yhteysjohto vedetään virtakaapelia pitkin, koska se on ulkona, ja sähköympäristössä, jossa elektroniikkapiiri ja sähköpiiri käyttävät kaapeleita, ylijännite ei ylitä 4 kV;
Luokka 5: Sähköinen ympäristö, jossa elektroniset laitteet on kytketty tietoliikennekaapeleihin ja ilmajohtoihin asumattomilla alueilla.
Luokassa 0 ei ole ylijännitetestiä. Yleiset virtalähdetuotteet ovat luokan 1 tai luokan 2 sähköympäristössä, ja vakavuustasoksi voidaan valita luokka 1 tai luokka 2.
