如何兼顧交流穩壓電源的電磁兼容性要求與測試?
發布時間:2017-01-13 責任編輯:sherry
【導讀】基於對交流穩壓電源使用價值的要求,其EMC性能應當是除了本身能達到較高嚴酷度等級的抗擾度指標及合格的電磁幹擾限製外,更重要的是要為其負載(對EMI敏感的電子設備)提供充足的EMC 安全裕度。本文結合對產品的EMC性能要求,對有關要求與測試方法作了較詳細的說明,並提出個人看法。
EMC性能是交流穩壓電源的一項重要指標要求。基於對交流穩壓電源使用價值的要求,其EMC性能應當是除了本身能達到較高嚴酷度等級的抗擾度指標及合格的電磁幹擾限製外,更重要的是要為其負載(對EMI敏感的電子設備)提供充足的EMC 安全裕度。本文結合對產品的EMC性能要求,對有關要求與測試方法作了較詳細的說明,並提出個人看法。
1 基本概念
電磁兼容(ElectromagneTIcCompaTIbility,簡稱 EMC)是電工、電子產品重要的一項質量指標。可以認為產品質量主要由質量規範與技術指標兩大內容構成。前者涉及通用規範,即國際上IEC,國內由國家製訂的基礎性標準;後者是產品功能的規定及其技術要求。電磁兼容與安全要求是基礎性標準。現在EMC已從基礎標準、通用標準、族標準、一直到產品標準,形成完備的體係。此外,國際上還有為此專門立法。如歐洲聯盟已製訂法規,規定從1996年1月1日起,電工、電子產品必須取得低壓管理(LVDirecTIve)與電磁兼容管理(EMCDirecTIve)合格認定後,才能在市場上銷售。這些年來不斷有新的EMC標準在國內正式發布。但要指出的是,IEC有關EMC標準將不斷從草案或舊版本上升為正式版本,國家有關EMC標準也將不斷更新、發布,有關EMC測試應以最新版本為準。
所謂EMC,在GB/T4365-1996《電磁兼容術語》中的定義是:設備或係統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。該定義概括了3個(ge)方(fang)麵(mian)的(de)內(nei)容(rong)。其(qi)一(yi),電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)可(ke)限(xian)製(zhi)性(xing)。電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)是(shi)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)的(de),但(dan)可(ke)以(yi)用(yong)質(zhi)量(liang)規(gui)範(fan)約(yue)束(shu),以(yi)技(ji)術(shu)手(shou)段(duan)限(xian)製(zhi)它(ta)的(de)危(wei)害(hai)性(xing)。這(zhe)就(jiu)是(shi)說(shuo)應(ying)當(dang)對(dui)產(chan)品(pin)規(gui)定(ding)其(qi)向(xiang)外(wai)發(fa)送(song)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)強(qiang)度(du)的(de)限(xian)製(zhi)值(zhi),以(yi)保(bao)證(zheng)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)合(he)格(ge)。其(qi)二(er),電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)豁(huo)免(mian)性(xing)。這(zhe)就(jiu)是(shi)說(shuo)產(chan)品(pin)在(zai)規(gui)定(ding)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)強(qiang)度(du)的(de)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)下(xia)應(ying)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)而(er)不(bu)應(ying)降(jiang)低(di)其(qi)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)。其(qi)三(san),電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)的(de)規(gui)範(fan)性(xing)和(he)兼(jian)容(rong)性(xing)。即(ji)對(dui)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)采(cai)取(qu)任(ren)何(he)措(cuo)施(shi)都(dou)不(bu)能(neng)使(shi)自(zi)身(shen)或(huo)使(shi)處(chu)於(yu)同(tong)一(yi)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)的(de)其(qi)它(ta)產(chan)品(pin)或(huo)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang),隻(zhi)能(neng)友(you)好(hao)地(di)“和平”gongchu。liru,weilejiangdichuandaoganraoerzaishebeidianyuanxiangxianyudixianzhijianbingjiedianrongqi。duishebeilaishuogaidianrongqiderongliangbixufuheanquanbiaozhunzhongduixieloudianliudexianzhizhiyaoqiu;對係統來說,要防止其成為係統幹擾耦合源影響係統工作。因此對產品的EMC測試應當包括兩大方麵內容:(1)對其向外界發送的電磁騷擾強度進行測試,以便確認是否符合有關標準規定的限製值要求;

(2)對其在規定電磁騷擾強度的電磁環境條件下進行敏感度測試以便確認是否符合有關標準規定的抗擾度要求。
這兩方麵內容在EMC測試項目中分別為電磁幹擾(ElectromagneticInterference)或電磁騷擾
中圖法分類號:TM937文獻標識碼:A文章編號:0219?2713(2000)09?454?05
(ElectromagneticDisturbance)及抗擾度(ImmunitytoaDisturbance);後者以前常用敏感度(Susceptibility)這個術語。由於電磁幹擾的發生決定於幹擾源的強度、幹擾的耦合方式、儀器設備對幹擾的敏感程度這3要素。因此,有關標準對EMC的性能要求與測試方法除了按不同性質、不同種類分為不同項目外,還按電磁騷擾傳播方式不同分為兩類:即傳導幹擾與輻射幹擾。前者主要檢測被測設備通過電源線或信號線向外傳導工頻電源諧波、高gao頻pin噪zao聲sheng的de強qiang度du與yu頻pin率lv範fan圍wei,這zhe屬shu於yu電dian磁ci騷sao擾rao的de近jin場chang與yu感gan應ying場chang效xiao應ying。後hou者zhe則ze檢jian測ce被bei測ce設she備bei向xiang外wai直zhi接jie輻fu射she射she頻pin噪zao聲sheng的de強qiang度du與yu頻pin率lv範fan圍wei,這zhe主zhu要yao針zhen對dui電dian磁ci騷sao擾rao的de遠yuan場chang效xiao應ying。值zhi得de注zhu意yi的de是shi近jin幾ji年nian來lai國guo際ji上shang對dui電dian源yuan諧xie波bo幹gan擾rao與yu設she備bei的de抗kang擾rao度du要yao求qiu這zhe兩liang方fang麵mian內nei容rong特te別bie關guan注zhu。前qian者zhe涉she及ji公gong用yong電dian網wang的de環huan保bao要yao求qiu。後hou者zhe則ze為wei了le保bao證zheng設she備bei或huo係xi統tong的de工gong作zuo可ke靠kao性xing。為wei此ci,許xu多duo標biao準zhun還hai特te別bie將jiang電dian源yuan諧xie波bo電dian流liu含han量liang要yao求qiu與yu抗kang擾rao度du作zuo為wei兩liang大da技ji術shu要yao求qiu從congEMC項xiang目mu中zhong分fen離li出chu來lai,單dan獨du立li項xiang。必bi須xu指zhi出chu,對dui於yu信xin息xi社she會hui來lai說shuo,因yin信xin息xi技ji術shu設she備bei工gong作zuo失shi常chang而er受shou的de損sun失shi往wang往wang難nan以yi用yong貨huo幣bi來lai衡heng量liang。在zai不bu可ke能neng完wan全quan避bi免mian電dian磁ci騷sao擾rao的de現xian實shi條tiao件jian下xia,在zai規gui定ding的de電dian磁ci環huan境jing條tiao件jian下xia提ti高gao產chan品pin抗kang擾rao度du能neng力li具ju有you特te別bie重zhong要yao的de意yi義yi。
具體地說,生產廠家對產品進行EMC具體項目的例行測試除了確定產品的EMC性能是否符合國家、行業標準規定的要求外(據國內外文獻報道,沒有實行認真的EMC設計與摸底測試並采取足夠的技術措施,很難通過EMC測試),還能評價外界電磁騷擾對產品的影響程度及有關抑製措施的有效性,查明產品遭到EMC試驗破壞的具體原因(來源及作用途徑)以便采用相應措施。因此,在產品設計定型初期就進行EMC測試是產品進入商品化的必不可少的一項工作。從另外一個方麵來說,了解產品EMC性能,是商檢及用戶認可產品的一個重要因素。所有這些都需要了解有關EMC的性能要求與測試知識。
電源產品的EMC測試有其特殊性要求,其特殊性是由該類產品功能所決定的。首先電源產品作為供電電源(一般為市電)與為之服務的負載(典型為對電磁騷擾較敏感的信息技術設備)之間的電力接口,其基本功能是保證所接負載不受電源因素的影響而工作失常或損壞。這樣對電源產品的EMC要求較其它產品理所當然要更高。這裏最典型的例子就是有關對電源產品EMC標準要求應對電源產品的輸入源端與輸出負載端分別進行傳導幹擾測試。此外,若電源產品是係統工作不可缺少的一部分(如UPS),而且該產品又是作為通用產品銷售時,那麼該產品可能要進行二次 EMC測試。一次是測試產品本身標準規定的EMC性能特性;第二次則根據用戶意見與其所屬的係統共同進行係統的EMC測試。
大量研究表明,來自市電的電磁騷擾是一類最主要的、最惡劣的電磁騷擾。隻要能解決該類幹擾,則抗擾度問題也就基本解決了。故有人稱當今信息社會的技術特征為“一機三件”,即計算機與硬件、軟件、dianlijian。zheyang,zuoweishidianyudianzishebeitebieshixinxijishushebeizhijiandianlijiekoudejiaoliuwenyadianyuan,yingdangjuyouyouxiaodedianlilvboqigongnengdezuoyong,zhishaoyingdangduidiancisaoraoyoumingxiandeshuaijianyizhizuoyong。zhedianyingdangzuoweijiaoliuwenyadianyuanyigebibeidegongneng。ziran,duiyuyongyoukangganraogongnengdejiaoliuwenyadianyuan,buyingjinjintigaozijidekangraoduxingneng,gengyingdangjubeishijiezaiqishuchuduan,duiEMI敏感的電子產品的EMC性能,獲得較大的EMC安全裕度,這才是對幹擾噪聲有淨化功能的抗幹擾型交流穩壓電源名副其實的一大功能要求。這也就是SJ/T10541-94《抗幹擾型交流穩壓電源通用技術條件》的編製依據之一。
另一方麵,有些與EMCleisideyaoqiuyitixianzaidianyuanchanpindexingnengzhibiaoshang。liru,jiaoliuwenyadianyuandeyuandianyaxiaoyingyushuchudianyazongxiangduixiebohanliangyaoqiu。ciwai,yixiejinduiruodiandianzishebeijiaomingandeEMC項目,如抗工頻磁場幹擾、靜電放電、輻射電磁場幹擾等對大功率電工設備可能影響不大,故在SJ/T10541-94中不列為必須測試項目。這樣,對交流穩壓電源的EMC要求就有與其它電工、電子產品不同的特殊地方。
2 EMC測試項目與要求
EMC測試要求根據產品用途分為3大類:即軍用類、工商環境使用類、民用及居住區環境使用類。後兩者的測試項目、要求、方法等均較一致,差異在於對指標要求上。軍用類,因其使用特殊性與後2類有較大差異。此外,航空、船chuan舶bo設she備bei也ye因yin其qi使shi用yong特te殊shu性xing,除chu了le同tong軍jun用yong設she備bei一yi樣yang有you較jiao高gao要yao求qiu外wai,還hai有you國guo際ji通tong用yong的de標biao準zhun規gui範fan。基ji於yu市shi場chang上shang銷xiao售shou的de交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan的de使shi用yong條tiao件jian,本ben文wen重zhong點dian說shuo明ming後hou2類。
鑒於社會上對EMC問題日益關注,涉及的專業與產品很多,IEC已將EMC要求作為 IEC的基礎標準來對待。這就是著名的IEC61000係列標準。該標準在國際上已視為與安全標準同等重要的通用標準。其中之一的IEC61000-4 《測試技術》是指導有關EMC測試的基礎標準。由於EMC技術是一門複雜的、涉及多門學科的、不斷發展的新技術,有關EMC測試項目、要求、方法也在不斷修訂、完善。因此,IEC61000-4中(zhong)許(xu)多(duo)項(xiang)目(mu)仍(reng)未(wei)正(zheng)式(shi)發(fa)布(bu),還(hai)處(chu)於(yu)草(cao)案(an)之(zhi)中(zhong)。為(wei)了(le)便(bian)於(yu)讀(du)者(zhe)了(le)解(jie)這(zhe)方(fang)麵(mian)知(zhi)識(shi),我(wo)們(men)對(dui)涉(she)及(ji)交(jiao)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)項(xiang)目(mu)作(zuo)一(yi)介(jie)紹(shao),對(dui)於(yu)有(you)關(guan)國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)采(cai)用(yong)的(de)IEC項目則重點介紹。
IEC61000-4,全名為《ElectromagneticCompatibilityforElectricalandElectronicEquipment,Part4:TestingandMeasurementTechniques》,即《電氣和電子設備的電磁兼容性第4部分:測試技術》。其中列舉11個測試項目。與交流穩壓電源標準SJ/T10541-94有關的項目與要求介紹如下:
IEC61000-4-4:ElectricalFastTransients(Burst)ImmunityTest(電快速瞬變脈衝群),SJ/T10541-94與SJ/T10542-94采用了該標準。該項目的目的在於驗證設備在承受切換瞬變(感性負載中斷、繼電器觸點跳開等)產生的各種瞬時幹擾時的抗幹擾性能。其試驗嚴酷度等級(在電源輸入端上的幹擾發生器(50Ω內阻)開路輸出試驗電壓)分別為1 級,0.5kV;2級,1kV;3級,2kV;4級4kV。
IEC61000-4-5SurgeTransientsImmunityTest(電湧或浪湧)。該項內容暫時處於草案之中。與此相關的可參考著名的IEC801-5及美國標準IEEEstd587?1980 《IEEEGuideforSurgeVoltagesinLow-VoltageACPowerCircuits》(IEEE導則:低壓交流電力電路內的電湧)。電子行業標準SJ/T10541-94及SJ/T10542-94引用了該方麵的部分內容。該項目的目的是驗證設備在承受由電力切換、雷電產生的高能電湧時的抗幹擾性能。其嚴酷度等級的劃分同上,但幹擾發生器的輸出阻抗為2Ω,而前者為50Ω。幹擾發生器輸出分開路電壓波1.2×50μs(對高阻負載)與短路(放電)電流波8×20μs(對低阻負載)兩類。類似測試要求在許多電工電子產品標準中都已列出。
除此之外,國際上還有采用高頻尖峰噪聲敏感度測試。特別是日本,這項測試很普遍。美國軍用標準MILSTD461、462采用類似項目,但要求使用的噪聲模擬發生器的功率遠大於前者。國內也有類似標準,如GB4859-84中的 50kHz~100MHz電源線傳導敏感度測試;GJB151-86,GJB152-86中的CS06項目,噪聲為矩形脈衝波。此外,GB6162-85(參照采用IEC255-4)則采用衰減振蕩波。SJ/T10541-94與SJ/T10542-94建議對這兩種方式任意選擇其中之一。該項目的目的同IEC61000-4-4。矩形脈衝波的特點是快速上升及低重複率,衰減振蕩波的特點是高幅值、低能量。對含有數字電路的產品,用矩形脈衝波較能說明對幹擾的敏感程度。
電磁幹擾方麵的項目有工頻諧波限製要求、傳導幹擾與輻射幹擾限製要求。 SJ/Z9029.2-87(等效采用IEC555-2-1982)規定了設備在低壓供電係統中產生的諧波電流限製值要求。對於大功率半導體變流器,GB /T3859.2-93則用對不同變流裝置(按脈波數)規定最大功率容量(電源係統短路容量與變流器基波視在功率之比)來限製電流諧波。必須指出,電工、電子產品通過電源線向市電傳導電流諧波問題已被認定是電力汙染,而作為市電係統“環保”對象來處理,這方麵的要求將日益強化。
EMC測試結果的判定,對抗擾度測試與對電磁幹擾測試分別采用完全不同的方式。後者采用定量規定限製值作為合格的門限判定點;前者一般采用定性方法來判定,即按產品在測試中的性能表現分類(以GB/T13926-92為例):
a類:在產品性能指標規範內(允差度內),性能正常;
b類:功能或性能暫時降低或喪失,但能自行恢複;
c類:功能或性能暫時降低或喪失,但需操作者幹預或係統複位;
d類:因損壞而不可恢複的功能降低或喪失。
在這4類中,a類作為合格,d類作為不合格是毫無疑義的。對於b類與c類(lei),合(he)格(ge)的(de)判(pan)定(ding)由(you)廠(chang)家(jia)與(yu)用(yong)戶(hu)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)情(qing)況(kuang)協(xie)商(shang)規(gui)定(ding)。自(zi)然(ran),對(dui)此(ci)兩(liang)類(lei)所(suo)采(cai)取(qu)的(de)技(ji)術(shu)措(cuo)施(shi)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)。似(si)乎(hu)抗(kang)擾(rao)度(du)測(ce)試(shi)的(de)判(pan)定(ding)太(tai)鬆(song),其(qi)實(shi)是(shi)體(ti)現(xian)了(le)標(biao)準(zhun)的(de)最(zui)大(da)自(zi)由(you)度(du)原(yuan)則(ze)。因(yin)為(wei)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo),差(cha)異(yi)大(da),因(yin)此(ci)很(hen)難(nan)為(wei)評(ping)定(ding)合(he)格(ge)作(zuo)出(chu)通(tong)用(yong)定(ding)量(liang)的(de)規(gui)定(ding)。當(dang)然(ran),對(dui)於(yu)具(ju)體(ti)某(mou)一(yi)類(lei)產(chan)品(pin)應(ying)當(dang)給(gei)出(chu)確(que)定(ding)的(de)評(ping)定(ding)標(biao)準(zhun)。SJ/T10541?94就體現了這個要求。GB/T3859.1-93中類似規定了變流器受擾類別,作為合格判定的依據。該標準定義了3級,即:
F級:性能級,是指該變流器能承受而不降低性能的所有各種電擾動極限值的組合;
T級:跳閘級,是指變流器能承受而不因保護器件動作而中斷運行的所有各種電擾動極限值的組合;可進一步分為兩種情況:幹擾過去後能自動重合閘及不能自動重合閘(要用手動等方式);
D級:損壞級,是指變流器能承受而不造成永久損壞的所有電擾動極限值的組合。
顯然,這裏的F級相當於a類,D級相當於d類,T級則包括b,c類。
對於有抗幹擾功能要求的交流穩壓電源在SJ/T10541中規定,除了應保證能正常工作外,還應在輸
出端給負載合適的敏感度門限;規定疊加在輸出電壓上的幹擾殘壓的峰值不應大於輸出電壓標稱值的20%。這是該標準遵從標準的目的性原則,充分考慮交流穩壓電源與其它電工、電子產品在使用功能要求上具有本質的區別。即前者要為後者服務,前者也作為後者電源EMI的電力濾波器,目的是為對EMI敏感的設備提供足夠的EMI安全裕度,提高設備的抗擾度等級。根據GB6833.4規定,電子儀器對電源瞬態敏感度的要求是:應能經受標稱源電壓變化量的20%的瞬態電壓衝擊幹擾而不致工作失常。為此,在SJ/T10541中規定以這個數值作為交流穩壓電源在接受抗擾度試驗時的輸出允許最高瞬態電壓值(敏感度門限)。此外,考慮到交流穩壓電源要為電子儀器設備提供合適的交流電壓條件,SJ/T10541還規定在抗擾度試驗時,交流穩壓電源輸出電壓的相對偏差(即輸出效應)應在其基準條件(公差G)內,以此作為是否性能降級的判定依據。這樣兩者結合,以科學、合理、實用、易(yi)操(cao)作(zuo)方(fang)式(shi),解(jie)決(jue)了(le)在(zai)對(dui)交(jiao)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)抗(kang)擾(rao)度(du)性(xing)能(neng)進(jin)行(xing)具(ju)體(ti)考(kao)核(he)及(ji)合(he)格(ge)評(ping)定(ding)時(shi),無(wu)定(ding)量(liang)指(zhi)標(biao)為(wei)依(yi)據(ju)的(de)難(nan)題(ti)。而(er)一(yi)般(ban)標(biao)準(zhun)則(ze)隻(zhi)籠(long)統(tong)地(di)以(yi)誤(wu)動(dong)作(zuo)、性能下降或降級來作為考核及合格評定依據,顯然,這種定性方法不易操作。
3 EMC測試的條件與方法
測試依賴3個方麵因素:方法、技術、設備。方法由測量原理和測試設備的使用方法兩者來確定,技術是為了得到正確的測試結果(較高的準確度)ercaiqudeyiqieceshishouduan,shebeizeshitixianshangshulianggeyinsuweiceshifuwudeyiqiejishuzhuangzhi。zhexiedoubixubiaozhunhua,yibaozhengceshijuyouzhongxianxinghezhenshixing。
EMC測(ce)試(shi)條(tiao)件(jian)由(you)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)決(jue)定(ding)。具(ju)體(ti)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)分(fen)為(wei)在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行(xing)的(de)試(shi)驗(yan)台(tai)法(fa)和(he)在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行(xing)的(de)現(xian)場(chang)法(fa)。要(yao)模(mo)擬(ni)現(xian)場(chang)可(ke)能(neng)碰(peng)到(dao)的(de)所(suo)有(you)幹(gan)擾(rao)現(xian)象(xiang)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de),特(te)別(bie)是(shi)現(xian)場(chang)法(fa)具(ju)有(you)無(wu)法(fa)克(ke)服(fu)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)。但(dan)通(tong)過(guo)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)測(ce)試(shi)可(ke)以(yi)較(jiao)全(quan)麵(mian)地(di)獲(huo)取(qu)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)EMC性能如何的信息。為此,國際上推薦首先采用試驗台法,除非無法在實驗室進行,一般不用現場法。
抗kang擾rao度du測ce試shi主zhu要yao方fang法fa是shi按an照zhao設she備bei所suo處chu的de電dian磁ci環huan境jing條tiao件jian,結jie合he用yong戶hu對dui設she備bei采cai取qu的de措cuo施shi,選xuan擇ze合he適shi的de嚴yan酷ku度du等deng級ji,依yi照zhao有you關guan測ce試shi方fang法fa進jin行xing測ce試shi,最zui後hou根gen據ju產chan品pin標biao準zhun提ti出chu的de合he格ge判pan決jue條tiao件jian評ping定ding測ce試shi結jie果guo是shi否fou合he格ge。這zhe是shi抗kang擾rao度du測ce試shi與yu其qi它ta測ce試shi主zhu要yao差cha異yi之zhi處chu。
電磁環境中的電磁騷擾源、電磁騷擾源對設備的耦合方式、shebeiduidiancisaoraodeminganduyijiyonghuduigongzuoxianchangdefanghucuoshizhijieyuyankududengjixiangguan。jishiyonghuanjingjuedingleganraodexingshi,anzhuangfanghutiaojianjuedingleganraodeyankududengji。GB/T13926.4具體規定了在電磁環境中與嚴酷度等級相對應的設備工作下的電氣環境條件:
1級,具有良好保護的環境,如計算機房;
2級,受保護的環境,如工廠和電廠的控製室或終端室;
3級,典型的工業環境,如工業過程裝置、電廠和露天高壓變電所的繼電器房等場所;
4級,嚴酷的工業環境,如電站、未采取特殊安裝措施的工業過程設備、室外區域等。
IEC801-5中針對電湧的源為電力切換瞬變或間接雷擊的閃電瞬變,對設備的安裝條件與防護設施作如下分類(適用電湧):
0類:保護良好的、有一次和二次過壓保護的電氣環境,通常處於特殊的房間內,電湧電壓不會超過25V;
1類:局部保護的、有一次過壓保護的電氣環境,電湧電壓不超過500V;
2類:電源線與其它線路分離開,電纜隔離良好的電氣環境,電湧電壓不超過1kV;
3類:電源電纜與信號電纜並行敷設的電氣環境,電湧電壓不超過2kV;
4類:互連線象室外一樣沿著電源電纜敷設,且電子線路和電氣線路均使用電纜的電氣環境,電湧電壓不超過4kV;
5類:非人口稠密區內電子裝置聯接電訊電纜和架空電源線的電氣環境。
對0類不做電湧測試。一般電源產品處於1類或2類電氣環境,可選擇嚴酷度等級為1級或2級。
bixuzhichu,bahuanjingzuoweikangraoduceshidexiangguantiaojianshikangraoduceshidezhongyaotedian。yinweiruguohushizhexiexiangguan,bukaolvzhuangzhideyingyonggongzuohuanjingtiaojian,errenweizhuangzhiyinggai“獨立”,應該適合於插入任何一種組合裝置(或係統)中zhong,就jiu會hui由you此ci產chan生sheng所suo有you被bei測ce裝zhuang置zhi都dou必bi須xu接jie受shou全quan部bu項xiang目mu的de幹gan擾rao試shi驗yan,並bing且qie要yao達da到dao最zui高gao嚴yan酷ku度du等deng級ji的de錯cuo誤wu結jie論lun。這zhe不bu僅jin對dui要yao用yong的de裝zhuang置zhi造zao成cheng過guo高gao的de不bu合he理li的de嚴yan格ge限xian製zhi,而er且qie還hai會hui因yin需xu要yao進jin行xing大da量liang試shi驗yan而er不bu得de不bu承cheng擔dan很hen大da的de經jing濟ji負fu擔dan。
另外,抗擾度測試涉及到高壓信號,除了應嚴格遵守有關安全規定外,還有必要在抗擾度實驗後再對設備進行安全測試。
對於交流穩壓電源這類大功率電工產品,選取從市電導入的以高頻、高能為特征的抗擾度項目,並且選擇較其它電工、電子產品要高的嚴酷度等級,是必要的。
抗kang擾rao度du測ce試shi的de另ling一yi重zhong要yao特te點dian是shi對dui試shi驗yan發fa生sheng器qi技ji術shu參can數shu作zuo出chu嚴yan格ge而er明ming確que的de規gui定ding。為wei了le對dui設she備bei的de抗kang擾rao度du性xing能neng進jin行xing比bi較jiao,就jiu要yao有you一yi種zhong能neng產chan生sheng比bi較jiao一yi致zhi並bing可ke重zhong複fu再zai現xian的de試shi驗yan裝zhuang置zhi,這zhe就jiu是shi幹gan擾rao模mo擬ni發fa生sheng器qi。顯xian然ran必bi須xu規gui定ding發fa生sheng器qi的de輸shu出chu內nei阻zu、輸出波形要求、開路電壓幅度與誤差;yibaozhengshiyanjieguodeyizhi,zhongfuxinghao。fouze,yinbutongbeiceshebeiyuanduanzukangbutong,duifashengqidezukangpipeibutongerwufashifashengqizaidaizaixiashuchuboxinghuofuduxiangtong。shijishang,zukangbupipeijiushiyizhidiancisaoraodeyigeyouxiaoshouduan。
交流穩壓電源對外界(通過市電網絡)的電磁騷擾測試項目有:諧波傳導幹擾測試、高頻傳導幹擾測試。
諧波傳導幹擾測試是對設備的電源進線入端工頻電流諧波進行測試;測出40次以下各次電流諧波最大值,對三相電源還應測試中線的電流諧波。在交流穩壓電源性能項目中以源電流相對諧波含量來考核此項目。
交流穩壓電源的傳導幹擾試驗同其它電子產品一樣,可采用GB6833-86電子測量儀器電磁兼容性試驗規範(參照采用HP公司標準或GB9254-88信息技術設備的無線電幹擾極限值和測量方法(等效采用CISPR?22?1985)。高頻傳導幹擾測試中一個重要測試裝置是要用人工電源網絡(ArtificialMainNetwork),在美國標準中則稱為電源阻抗穩定網絡(LineImpedanceStabilizationNetwork,LISN)。這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)不(bu)同(tong)電(dian)力(li)條(tiao)件(jian)下(xia),市(shi)電(dian)在(zai)不(bu)同(tong)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)端(duan)呈(cheng)現(xian)的(de)高(gao)頻(pin)阻(zu)抗(kang)也(ye)不(bu)相(xiang)同(tong),為(wei)使(shi)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)反(fan)映(ying)真(zhen)實(shi)情(qing)況(kuang),必(bi)須(xu)在(zai)受(shou)試(shi)設(she)備(bei)與(yu)其(qi)電(dian)源(yuan)端(duan)子(zi)間(jian)接(jie)入(ru)合(he)乎(hu)要(yao)求(qiu)的(de)網(wang)絡(luo),該(gai)網(wang)絡(luo)既(ji)能(neng)使(shi)設(she)備(bei)與(yu)電(dian)網(wang)間(jian)實(shi)現(xian)射(she)頻(pin)隔(ge)離(li),又(you)能(neng)為(wei)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)穩(wen)定(ding)的(de)高(gao)頻(pin)阻(zu)抗(kang)。人(ren)工(gong)電(dian)源(yuan)網(wang)絡(luo)的(de)支(zhi)路(lu)數(shu)與(yu)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)線(xian)路(lu)數(shu)相(xiang)同(tong),網(wang)絡(luo)與(yu)幹(gan)擾(rao)測(ce)量(liang)儀(yi)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)應(ying)保(bao)證(zheng)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)(50Ω/50μH),對每根電源線分別進行測試,測量的是幹擾電壓值。GJB152-86則推薦采用電流探頭法測量傳導幹擾電流;其中在電源線與地之間並接10μF穿心電容器,作用與LISN相同。電流探頭法使用簡便,測量迅速,便於現場測試,較接近實際情況,可能今後測量以其為主。此外,軍標采用峰值檢波器,GB9254采用準峰值檢波器。
射頻輻射幹擾測試較複雜,涉及到測試場地、天線、測試線路連接等測試問題。測試場地為野外開闊、背景電磁噪聲電平至少比允許極限值小6dB。這種要求很難實現,標準還推薦可以用電磁屏蔽室(還有如電波暗室等)作為替換。測試輻射場強時被測設備應嚴格按實際工作方式接線,電源線、信號線都不允許特意卷曲、收縮,以反映真實性。
總之,基於交流穩壓電源使用價值要求,其EMC性能應當是:除了本身能達到較高嚴酷度等級的抗擾度指標、合格的電磁幹擾限製以及提供合適的交流電壓條件外,更重要的是要為其負載(對EMI敏感的電子儀器設備特別是信息技術設備),在較嚴酷電磁環境條件下工作,提供充足的EMC安全裕度。這不但是交流穩壓電源的基本功能,而且也是對其的EMC要求及對其進行EMC測試的依據。
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