Cum se realizează proiectarea EMC a sursei de alimentare cu curent alternativ
Performanța EMC este o cerință importantă a indicelui sursei de alimentare cu curent alternativ. Pe baza cerințelor privind valoarea de utilizare a sursei de alimentare cu curent alternativ, performanța sa EMC ar trebui să îndeplinească nu numai indicele de imunitate al unui nivel de severitate mai mare și limita de interferență electromagnetică calificată, dar, mai important, ar trebui să fie pentru sarcina sa (sensibilă la EMI). echipamente electronice) pentru a oferi o marjă de siguranță EMC suficientă. În această lucrare, combinate cu cerințele de performanță EMC ale produsului, cerințele relevante și metodele de testare sunt explicate în detaliu și sunt prezentate opinii personale.
1 Concepte de bază
Compatibilitatea electromagnetică (ElectromagneTIcCompaTIbility, denumită EMC) este un indice de calitate important al produselor electrice și electronice. Se poate considera că calitatea produsului este compusă în principal din două conținuturi majore: norme de calitate și indicatori tehnici. Primul implică norme generale, adică IEC internațional, și standardele de bază formulate de țară în China; cea din urmă este reglementarea funcțiilor produsului și cerințele sale tehnice. Compatibilitatea electromagnetică și cerințele de siguranță sunt standarde de bază. Acum EMC a format un sistem complet din standarde de bază, standarde comune, standarde de familie și standarde de produs. În plus, există o legislație specială în acest scop la nivel internațional. De exemplu, Uniunea Europeană a formulat reglementări, care stipulează că de la 1 ianuarie 1996, produsele electrice și electronice trebuie să obțină certificarea de calificare a managementului joasă tensiune (Directiva LV) și managementul compatibilității electromagnetice (Directiva EMC) înainte de a putea fi vândute în piața. De-a lungul anilor, noi standarde EMC au fost lansate oficial în China. Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul că standardele EMC relevante ale IEC vor continua să fie actualizate de la versiuni preliminare sau vechi la versiuni oficiale, iar standardele EMC naționale relevante vor fi, de asemenea, actualizate și lansate continuu, iar cea mai recentă versiune va prevala pentru EMC relevante. teste.
Așa-numitul EMC este definit în GB/T4365-1996 „Terminologia de compatibilitate electromagnetică” ca: capacitatea unui dispozitiv sau a unui sistem de a funcționa normal în mediul său electromagnetic, fără a provoca perturbări electromagnetice inacceptabile în mediul înconjurător. Această definiție rezumă trei aspecte. În primul rând, limitabilitatea perturbațiilor electromagnetice. Perturbarea electromagnetică este omniprezentă, dar poate fi constrânsă de standardele de calitate, iar nocivitatea sa poate fi limitată prin mijloace tehnice. Aceasta înseamnă că valoarea limită a intensității perturbațiilor electromagnetice transmise ar trebui să fie stipulată pentru produs pentru a se asigura că mediul electromagnetic este calificat. În al doilea rând, imunitatea perturbărilor electromagnetice. Aceasta înseamnă că produsul ar trebui să poată funcționa normal în mediul electromagnetic cu intensitatea specificată a perturbațiilor electromagnetice, fără a-și reduce indicele de performanță. În al treilea rând, standardizarea și compatibilitatea mediului electromagnetic. Adică, luarea oricăror măsuri împotriva perturbațiilor electromagnetice nu poate degrada performanța propriei sau a altor produse sau sisteme în același mediu electromagnetic și poate coexista doar într-o manieră „pașnică” prietenoasă. De exemplu, pentru a reduce interferența de conducție, un condensator este conectat în paralel între linia de fază de putere a echipamentului și linia de masă. Pentru echipament, capacitatea condensatorului trebuie să îndeplinească cerințele privind valoarea limită a curentului de scurgere din standardul de siguranță; pentru sistem, acesta trebuie împiedicat să devină o sursă de cuplare a interferenței sistemului și să afecteze funcționarea sistemului. Prin urmare, testul EMC al produsului ar trebui să includă două aspecte: (1) Testați intensitatea perturbației electromagnetice pe care o trimite lumii exterioare pentru a confirma dacă îndeplinește cerințele privind valoarea limită stipulate în standardele relevante.
Elemente și cerințe de testare EMC
Cerințele de testare EMC sunt împărțite în 3 categorii în funcție de utilizarea produsului: și anume, utilizare militară, utilizare a mediului industrial și comercial și utilizare a mediului civil și rezidențial. Elementele de testare, cerințele și metodele celor din urmă doi sunt relativ consistente, iar diferența constă în cerințele pentru indicatori. Categoria militară este destul de diferită de ultimele două categorii datorită utilizării sale speciale. În plus, datorită particularității utilizării, echipamentele aviatice și maritime au aceleași cerințe ridicate ca și echipamentele militare și există standarde și specificații generale internaționale. Pe baza condițiilor de utilizare a surselor de alimentare cu curent alternativ comercializate pe piață, acest articol se concentrează pe ultimele două categorii.
Având în vedere atenția din ce în ce mai mare acordată problemelor EMC în societate, care implică multe profesii și produse, IEC a tratat cerințele EMC ca standardul de bază al IEC. Acesta este faimosul standard din seria IEC61000. Acest standard a fost considerat la nivel internațional ca un standard comun cu aceeași importanță ca și standardul de siguranță. Unul dintre ele, IEC61000-4 „Tehnologia de testare”, este standardul de bază pentru ghidarea testării EMC. Deoarece tehnologia EMC este o tehnologie nouă complexă, multidisciplinară și în continuă evoluție, articolele, cerințele și metodele relevante pentru testarea EMC sunt, de asemenea, revizuite și îmbunătățite în mod constant. Prin urmare, multe articole din IEC61000-4 nu au fost încă lansate oficial și sunt încă în formă de schiță. Pentru ca cititorii să înțeleagă mai ușor aceste cunoștințe, vom prezenta proiectele care implică surse de alimentare cu curent alternativ și ne vom concentra pe proiectele IEC adoptate de standardele naționale relevante.
Condiții și metode de testare EMC
Testarea depinde de trei factori: metode, tehnici și echipamente. Metoda este determinată atât de principiul de măsurare, cât și de utilizarea echipamentului de testare. Tehnologia este toate metodele de testare adoptate pentru a obține rezultatele corecte ale testului (precizie mai mare), iar echipamentul este tot ceea ce reflectă cei doi factori de mai sus pentru a servi testului. dispozitiv tehnic. Toate acestea trebuie să fie standardizate pentru a garanta reproductibilitatea și autenticitatea testelor.
Condițiile de testare EMC sunt determinate de metoda de testare. Metodele de testare specifice sunt împărțite în metoda bancului de testare efectuată în condiții de laborator și metoda de teren efectuată în condiții reale de utilizare. Este imposibil de simulat toate fenomenele de interferență care pot fi întâlnite în teren, în special metoda câmpului are limitări de netrecut. Cu toate acestea, prin testarea standardizată, informațiile despre performanța EMC a dispozitivului testat pot fi obținute mai cuprinzător. Din acest motiv, recomandarea internațională este adoptarea mai întâi a metodei bancului de testare, cu excepția cazului în care nu poate fi efectuată în laborator, metoda de teren nu este în general utilizată.
Metoda principală de testare a imunității este de a selecta nivelul de severitate adecvat în funcție de condițiile de mediu electromagnetice ale echipamentului, combinat cu măsurile luate de utilizator pentru echipament, de a testa în conformitate cu metodele de testare relevante și, în final, de a evalua testul. rezultate conform condițiilor de judecată calificată propuse de standardele de produs Eligibilitate. Aceasta este principala diferență dintre testul de imunitate și alte teste.
Sursa de perturbații electromagnetice din mediul electromagnetic, metoda de cuplare a sursei de perturbații electromagnetice la echipament, sensibilitatea echipamentului la perturbații electromagnetice și măsurile de protecție ale utilizatorului pe locul de muncă sunt direct legate de nivelul de severitate. Adică, mediul de utilizare determină forma interferenței, iar condițiile de protecție a instalației determină nivelul de severitate al interferenței. GB/T13926.4 stipulează în mod specific condițiile de mediu electric în funcționarea echipamentelor corespunzătoare nivelului de severitate din mediul electromagnetic:
Nivelul 1, cu un mediu bine protejat, cum ar fi o sală de calculatoare;
Nivelul 2, medii protejate precum sălile de control sau sălile terminale ale fabricilor și centralelor electrice;
Nivelul 3, mediu industrial tipic, cum ar fi dispozitivele de proces industrial, camerele de relee ale centralelor electrice și substații de înaltă tensiune în aer liber;
Nivelul 4, medii industriale dure, cum ar fi centrale electrice, echipamente de proces industrial fără măsuri speciale de instalare, zone exterioare etc.
În IEC801-5, sursa de supratensiune este tranzitoriul de comutare a puterii sau tranzitorii de trăsnet al loviturii indirecte de trăsnet, iar condițiile de instalare și instalațiile de protecție ale echipamentului sunt clasificate după cum urmează (aplicabile la supratensiune):
Clasa 0: mediu electric bine protejat, cu protecție la supratensiune primară și secundară, de obicei într-o încăpere specială, iar tensiunea de supratensiune nu va depăși 25V;
Categoria 1: mediu electric cu protecție locală și protecție primară la supratensiune, iar supratensiunea nu depășește 500V;
Tip 2: Linia de alimentare este separată de alte linii, mediul electric cu o izolare bună a cablurilor, iar tensiunea de supratensitate nu depășește 1kV;
Categoria 3: Mediul electric în care cablurile de alimentare și cablurile de semnal sunt așezate în paralel, iar supratensiunea nu depășește 2kV;
Categoria 4: Linia de interconectare este așezată de-a lungul cablului de alimentare așa cum este în aer liber, iar mediul electric în care circuitul electronic și circuitul electric utilizează cabluri, tensiunea de supratensiune nu depășește 4kV;
Categoria 5: Mediul electric în care dispozitivele electronice sunt conectate la cabluri de telecomunicații și linii electrice aeriene din zonele nelocuite.
Nu există un test de supratensiune pentru Categoria 0. Produsele generale de alimentare se află în mediul electric de Clasa 1 sau Clasa 2, iar nivelul de severitate poate fi selectat ca Clasa 1 sau Clasa 2.
