Elektromagnetisk kompatibilitetskrav og testmetoder for AC-stabilisert strømforsyning
1 Grunnleggende begreper
Elektromagnetisk kompatibilitet er en viktig kvalitetsindeks for elektriske og elektroniske produkter. Det kan anses at produktkvalitet hovedsakelig består av to hovedinnhold: kvalitetsnormer og tekniske indikatorer. Førstnevnte involverer generelle normer, det vil si den internasjonale IEC, og de grunnleggende standardene formulert av landet i Kina; sistnevnte er reguleringen av produktfunksjoner og dets tekniske krav. Elektromagnetisk kompatibilitet og sikkerhetskrav er grunnleggende standarder. Nå har EMC dannet et komplett system fra grunnleggende standarder, vanlige standarder, familiestandarder og produktstandarder. I tillegg finnes det spesiallovgivning for dette formålet internasjonalt. For eksempel har EU utarbeidet forskrifter som fastsetter at elektriske og elektroniske produkter fra 1. januar 1996 må oppnå kvalifikasjonssertifisering for lavspenningsstyring (LV-direktivet) og elektromagnetisk kompatibilitetsstyring (EMC-direktivet) før de kan selges i markedet. Gjennom årene har nye EMC-standarder blitt offisielt utgitt i Kina. Det skal imidlertid påpekes at de relevante IEC EMC-standardene vil fortsette å bli oppgradert fra utkast eller gamle versjoner til offisielle versjoner, og relevante nasjonale EMC-standarder vil også bli kontinuerlig oppdatert og utgitt, og den siste versjonen skal gjelde for relevante EMC-tester. .
Den såkalte EMC er definert i GB/T4365-1996 "Electromagnetic Compatibility Terminology" som: evnen til en enhet eller et system til å fungere normalt i sitt elektromagnetiske miljø uten å forårsake uakseptabel elektromagnetisk forstyrrelse av noe i miljøet. Denne definisjonen oppsummerer tre aspekter. For det første begrensningen av elektromagnetiske forstyrrelser. Elektromagnetisk forstyrrelse er allestedsnærværende, men den kan begrenses av kvalitetsstandarder og dens skadelighet kan begrenses med tekniske midler. Dette betyr at grenseverdien for intensiteten av elektromagnetiske forstyrrelser som sendes ut bør fastsettes for produktet for å sikre at det elektromagnetiske miljøet er kvalifisert. For det andre, immuniteten til elektromagnetisk forstyrrelse. Dette betyr at produktet skal kunne fungere normalt i det elektromagnetiske miljøet med spesifisert elektromagnetisk forstyrrelsesintensitet uten å redusere ytelsesindeksen. For det tredje, standardisering og kompatibilitet av det elektromagnetiske miljøet. Det vil si at å ta noen tiltak mot elektromagnetiske forstyrrelser kan ikke forringe ytelsen til seg selv eller andre produkter eller systemer i samme elektromagnetiske miljø, og kan bare sameksistere på en vennlig "fredelig" måte. For å redusere ledningsinterferens er for eksempel en kondensator koblet parallelt mellom faselinjen til utstyrets strømforsyning og jordledningen. For utstyret må kapasiteten til kondensatoren oppfylle grenseverdikravene i den nasjonale standarden for lekkasjestrøm; for systemet må det forhindres fra å bli en systeminterferenskoblingskilde og påvirke systemarbeidet. Derfor bør EMC-testen av produktet inkludere to aspekter:
(1) Test den elektromagnetiske forstyrrelsesintensiteten den sender til omverdenen for å bekrefte om den oppfyller grenseverdikravene fastsatt i de relevante standardene;
(2) Utfør en følsomhetstest under de elektromagnetiske miljøforholdene med den spesifiserte elektromagnetiske forstyrrelsesintensiteten for å bekrefte om den oppfyller immunitetskravene fastsatt i de relevante standardene.
Disse to aspektene er henholdsvis elektromagnetisk interferens eller elektromagnetisk forstyrrelse og immunitet mot en forstyrrelse i EMC-testprosjektet; begrepet mottakelighet ble ofte brukt i sistnevnte. Forekomsten av elektromagnetisk interferens avhenger av styrken til interferenskilden, koblingsmetoden for interferensen og følsomheten til utstyret for interferensen. Derfor er ytelseskravene og testmetodene for EMC i de relevante standardene ikke bare delt inn i forskjellige elementer i henhold til forskjellige egenskaper og typer, men også delt inn i to kategorier i henhold til de forskjellige overføringsmetodene for elektromagnetiske forstyrrelser: nemlig ledet interferens og utstrålet innblanding. Førstnevnte oppdager hovedsakelig intensiteten og frekvensområdet til strømfrekvenseffektharmoniske og høyfrekvente støy som utstyret som testes leder utover gjennom kraftledningen eller signallinjen, som tilhører nærfelt- og induksjonsfelteffektene av elektromagnetisk forstyrrelse. Sistnevnte oppdager intensiteten og frekvensområdet til radiofrekvensstøy som utstråles direkte av enheten som testes, som hovedsakelig er rettet mot fjernfelteffekten av elektromagnetisk forstyrrelse. Det er verdt å merke seg at det internasjonale samfunnet de siste årene har gitt spesiell oppmerksomhet til de to aspektene av harmonisk interferens for strømforsyning og krav til utstyrsimmunitet. Førstnevnte innebærer miljøvernkravene til offentlige kraftnett. Sistnevnte er for å sikre påliteligheten til utstyret eller systemet. Av denne grunn skiller mange standarder også spesifikt kravene til strømforsyningens harmoniske strøminnhold og immunitet som to store tekniske krav fra EMC-prosjektet, og skiller dem som separate elementer. Det må påpekes at for informasjonssamfunnet er tap forårsaket av unormal drift av informasjonsteknologiutstyr ofte vanskelig å måle i valuta. Under de realistiske forholdene at det er umulig å fullstendig unngå elektromagnetiske forstyrrelser, er det spesielt viktig å forbedre immuniteten til produkter under spesifiserte elektromagnetiske miljøforhold.
Spesifikt, i tillegg til å bekrefte om EMC-ytelsen til produktet oppfyller kravene i nasjonale og industristandarder i rutinetesting av spesifikke EMC-artikler av produsenten (ifølge nasjonale og utenlandske litteraturrapporter, har ingen seriøs EMC-design og grundig testing blitt utført og tilstrekkelig Det er vanskelig å bestå EMC-testen), og den kan også evaluere graden av påvirkning av eksterne elektromagnetiske forstyrrelser på produktet og effektiviteten av relaterte undertrykkelsestiltak, og finne ut de spesifikke årsakene (kilder og handlingsveier) ) av produktet som er skadet av EMC-testen for å iverksette tilsvarende tiltak. måle. Derfor er det en uunnværlig oppgave å gjennomføre EMC-testing i det innledende stadiet av produktdesign og ferdigstillelse for at produkter skal komme inn i kommersialisering. Fra et annet perspektiv er forståelse av EMC-ytelsen til produktene en viktig faktor for vareinspeksjon og brukergodkjenning av produkter. Alle disse krever en forståelse av EMC-ytelseskrav og testkunnskap.
EMC-testen av strømforsyningsprodukter har sine spesifikke krav, som bestemmes av funksjonene til denne typen produkt. Først og fremst brukes strømforsyningsproduktet som strømgrensesnitt mellom strømforsyningen (vanligvis strømnettet) og belastningen den betjener (typisk informasjonsteknologisk utstyr som er følsomt for elektromagnetiske forstyrrelser). Dens grunnleggende funksjon er å sikre at den tilkoblede lasten ikke påvirkes av effektfaktoren. funksjonsfeil eller skade på grunn av påvirkning. På denne måten er EMC-kravene til strømforsyningsprodukter naturlig nok høyere enn andre produkter. Det mest typiske eksemplet her er at EMC-standarden for strømforsyningsprodukter krever at inngangskildeterminalen og utgangsbelastningsterminalen til strømforsyningsproduktene skal testes for ført interferens. I tillegg, hvis strømforsyningsproduktet er en uunnværlig del av systemarbeidet (som UPS), og produktet selges som et generelt produkt, kan produktet bli gjenstand for en andre EMC-test. Den første gangen er å teste EMC-ytelsesegenskapene spesifisert i produktets egne standarder; den andre gangen er å gjennomføre en systematisk EMC-test basert på brukernes meninger og systemet den tilhører.
Et stort antall studier har vist at den elektromagnetiske forstyrrelsen fra strømnettet er den viktigste og verste typen elektromagnetisk forstyrrelse. Så lenge denne typen forstyrrelser kan løses, vil immunitetsproblemet i utgangspunktet være løst. Derfor sier noen at de tekniske egenskapene til dagens informasjonssamfunn er "en maskin, tre stykker", det vil si datamaskin og maskinvare, programvare og elektriske komponenter. På denne måten bør den AC-stabiliserte strømforsyningen som strømgrensesnitt mellom strømnettet og elektronisk utstyr, spesielt informasjonsteknologiutstyr, ha en effektiv effektfilterfunksjon, i det minste bør den ha en betydelig dempnings- og undertrykkingseffekt på elektromagnetisk forstyrrelse. Dette bør betraktes som en viktig funksjon av AC-strømforsyning. Naturligvis, for en AC-stabilisert strømforsyning med anti-interferensfunksjon, bør den ikke bare forbedre anti-interferens-ytelsen, men også ha EMC-ytelsen til elektroniske produkter som er koblet til utgangen og er følsomme for EMI, for å oppnå større EMC* * Margin, dette er et viktig funksjonskrav til den anti-interferens AC-regulerte strømforsyningen med funksjonen å rense interferensstøyen. Dette er et av grunnlaget for å kompilere SJ/T10541-94 "Generelle tekniske betingelser for anti-interferens AC Stabilized Power Supply".
På den annen side har noen krav som ligner på EMC blitt reflektert i ytelsesindikatorene til strømforsyningsprodukter. For eksempel kildespenningseffekten til den AC-regulerte strømforsyningen og det totale relative harmoniske innholdskravene til utgangsspenningen. I tillegg kan enkelte EMC-elementer som bare er følsomme for svakstrøms elektronisk utstyr, slik som anti-strømfrekvensmagnetisk feltinterferens, elektrostatisk utladning, utstrålt elektromagnetisk feltinterferens osv., ha liten innvirkning på høyeffekts elektrisk utstyr, så de er ikke oppført som nødvendig i SJ/T10541-94 testelementer. På denne måten er EMC-kravene for AC-regulerte strømforsyninger forskjellige fra kravene til andre elektriske og elektroniske produkter.
2 EMC-testelementer og krav
EMC-testkrav er delt inn i 3 kategorier i henhold til produktbruk: nemlig **-kategori, brukskategori for industri- og kommersielle miljøer og brukskategori for sivile og boliger. Testelementene, kravene og metodene til de to sistnevnte er relativt konsistente, og forskjellen ligger i kravene til indikatorer. **-kategorien er ganske forskjellig fra de to sistnevnte kategoriene på grunn av dens spesielle bruk. I tillegg, på grunn av den spesielle bruken, har luftfarts- og marineutstyr de samme høye kravene som militært utstyr, og det er internasjonale generelle standarder og spesifikasjoner. Basert på vilkårene for bruk av AC-regulerte strømforsyninger som selges på markedet, fokuserer denne artikkelen på de to sistnevnte kategoriene.
I lys av den økende oppmerksomheten på EMC-spørsmål i samfunnet, som involverer mange yrker og produkter, har IEC behandlet EMC-krav som den grunnleggende standarden for IEC. Dette er de siste standardene i IEC61000-serien. Denne standarden har blitt sett på internasjonalt som en generell standard med samme betydning som den nasjonale standarden. En av dem, IEC61000-4 "Testing Technology", er den grunnleggende standarden for veiledning av EMC-testing. Siden EMC-teknologi er en kompleks, tverrfaglig og stadig utviklende ny teknologi, blir de relevante EMC-testelementene, kravene og metodene også kontinuerlig revidert og forbedret. Derfor er mange elementer i IEC61000-4 ennå ikke offisielt utgitt og er fortsatt i utkast. For å gjøre det lettere for leserne å forstå dette aspektet av kunnskap, vil vi introdusere prosjektene som involverer AC-regulerte strømforsyninger, og fokusere på IEC-prosjektene vedtatt av relevante nasjonale standarder.
