Požiadavky na elektromagnetickú kompatibilitu a skúšobné metódy pre AC stabilizovaný zdroj napájania
1 Základné pojmy
Elektromagnetická kompatibilita je dôležitým ukazovateľom kvality elektrických a elektronických výrobkov. Dá sa predpokladať, že kvalitu produktu tvoria najmä dva hlavné obsahy: normy kvality a technické ukazovatele. Prvý z nich zahŕňa všeobecné normy, to znamená medzinárodné IEC, a základné normy formulované krajinou v Číne; tým druhým je regulácia funkcií produktu a jeho technických požiadaviek. Základnými štandardmi sú požiadavky na elektromagnetickú kompatibilitu a bezpečnosť. Teraz spoločnosť EMC vytvorila kompletný systém zo základných noriem, bežných noriem, rodinných noriem a produktových noriem. Okrem toho existuje na tento účel osobitná medzinárodná legislatíva. Napríklad Európska únia sformulovala predpisy, ktoré stanovujú, že elektrické a elektronické výrobky musia od 1. januára 1996 získať kvalifikačný certifikát manažmentu nízkeho napätia (smernica NN) a manažmentu elektromagnetickej kompatibility (smernica EMC) predtým, ako sa môžu predávať v trh. V priebehu rokov boli v Číne oficiálne vydané nové normy EMC. Malo by sa však zdôrazniť, že príslušné normy IEC EMC sa budú naďalej aktualizovať z návrhov alebo starých verzií na oficiálne verzie a príslušné národné normy EMC budú tiež priebežne aktualizované a vydávané, pričom pre príslušné testy EMC bude mať prednosť najnovšia verzia. .
Takzvaná EMC je definovaná v GB/T4365-1996 „Terminológii elektromagnetickej kompatibility“ ako: schopnosť zariadenia alebo systému fungovať normálne vo svojom elektromagnetickom prostredí bez toho, aby spôsobovalo neprijateľné elektromagnetické rušenie čohokoľvek v prostredí. Táto definícia sumarizuje tri aspekty. Po prvé, obmedzenosť elektromagnetického rušenia. Elektromagnetické rušenie je všadeprítomné, ale môže byť obmedzené normami kvality a jeho škodlivosť môže byť obmedzená technickými prostriedkami. To znamená, že limitná hodnota intenzity vysielaného elektromagnetického rušenia by mala byť stanovená pre výrobok, aby sa zabezpečilo, že elektromagnetické prostredie bude kvalifikované. Po druhé, odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu. To znamená, že výrobok by mal byť schopný normálne fungovať v elektromagnetickom prostredí so špecifikovanou intenzitou elektromagnetického rušenia bez zníženia jeho výkonnostného indexu. Po tretie, štandardizácia a kompatibilita elektromagnetického prostredia. To znamená, že prijatie akýchkoľvek opatrení proti elektromagnetickému rušeniu nemôže zhoršiť výkon seba samých alebo iných produktov alebo systémov v rovnakom elektromagnetickom prostredí a môže koexistovať len priateľským „mierovým“ spôsobom. Napríklad, aby sa znížilo rušenie vedenia, kondenzátor je zapojený paralelne medzi fázovým vedením napájacieho zdroja zariadenia a uzemňovacím vedením. Pre zariadenie musí kapacita kondenzátora spĺňať požiadavky na limitné hodnoty národnej normy pre zvodový prúd; pre systém sa musí zabrániť tomu, aby sa stal zdrojom rušenia systému a ovplyvňoval prácu systému. Preto by test EMC produktu mal zahŕňať dva aspekty:
(1) Testovať intenzitu elektromagnetického rušenia, ktoré vysiela do vonkajšieho sveta, aby sa potvrdilo, či spĺňa požiadavky na limitné hodnoty stanovené v príslušných normách;
(2) Vykonať test citlivosti v podmienkach elektromagnetického prostredia s určenou intenzitou elektromagnetického rušenia, aby sa potvrdilo, či spĺňa požiadavky na odolnosť ustanovené v príslušných normách.
Tieto dva aspekty sú elektromagnetické rušenie alebo elektromagnetické rušenie a odolnosť voči rušeniu v testovacom projekte EMC; v druhom prípade sa bežne používal termín vnímavosť. Výskyt elektromagnetického rušenia závisí od sily zdroja rušenia, spôsobu väzby rušenia a citlivosti zariadenia na rušenie. Preto sú požiadavky na výkon a skúšobné metódy pre EMC v príslušných normách nielen rozdelené do rôznych položiek podľa rôznych vlastností a typov, ale tiež rozdelené do dvoch kategórií podľa rôznych spôsobov prenosu elektromagnetického rušenia: menovite vedená interferencia a vyžarované rušenie. Prvý z nich zisťuje najmä intenzitu a frekvenčný rozsah harmonických výkonových frekvencií a vysokofrekvenčného šumu, ktorý testované zariadenie vedie von cez silové vedenie alebo signálne vedenie, čo patrí k účinkom elektromagnetického rušenia v blízkom a indukčnom poli. Ten detekuje intenzitu a frekvenčný rozsah vysokofrekvenčného šumu priamo vyžarovaného testovaným zariadením, ktorý je zameraný hlavne na vplyv elektromagnetického rušenia na vzdialené pole. Stojí za zmienku, že v posledných rokoch medzinárodné spoločenstvo venovalo osobitnú pozornosť dvom aspektom harmonického rušenia napájania a požiadavkám na odolnosť zariadení. Prvý z nich zahŕňa požiadavky na ochranu životného prostredia verejných energetických sietí. Ten má zabezpečiť spoľahlivosť zariadenia alebo systému. Z tohto dôvodu mnohé normy špecificky oddeľujú požiadavky na obsah harmonického prúdu napájacieho zdroja a odolnosť ako dve hlavné technické požiadavky od projektu EMC a oddeľujú ich ako samostatné položky. Je potrebné zdôrazniť, že pre informačnú spoločnosť je strata spôsobená abnormálnou prevádzkou zariadení informačných technológií často ťažko merateľná v mene. Za reálnych podmienok, kedy nie je možné úplne sa vyhnúť elektromagnetickému rušeniu, je obzvlášť dôležité zlepšiť odolnosť produktov pri špecifikovaných podmienkach elektromagnetického prostredia.
Konkrétne, okrem potvrdenia, či EMC výkon produktu spĺňa požiadavky národných a priemyselných noriem pri rutinnom testovaní špecifických EMC položiek výrobcom (podľa správ z domácej a zahraničnej literatúry žiadny seriózny EMC návrh a dôkladné testovanie nevykonali bola vykonaná a dostatočná Je ťažké prejsť testom EMC) a môže tiež vyhodnotiť mieru vplyvu vonkajších elektromagnetických porúch na produkt a účinnosť súvisiacich opatrení na potlačenie a zistiť konkrétne dôvody (zdroje a cesty pôsobenia ) výrobku poškodeného skúškou EMC za účelom prijatia zodpovedajúcich opatrení. opatrenie. Preto je vykonávanie testovania EMC v počiatočnej fáze návrhu a finalizácie produktu nevyhnutnou úlohou, aby sa produkty dostali na trh. Z inej perspektívy je pochopenie EMC výkonnosti produktov dôležitým faktorom pre kontrolu komodít a užívateľské schvaľovanie produktov. Všetky tieto vyžadujú pochopenie požiadaviek na výkon EMC a znalosti testovania.
EMC test napájacích produktov má svoje špecifické požiadavky, ktoré sú určené funkciami tohto typu produktu. V prvom rade sa napájací produkt používa ako napájacie rozhranie medzi napájacím zdrojom (zvyčajne sieťou) a záťažou, ktorú obsluhuje (zvyčajne zariadenie informačných technológií, ktoré je citlivé na elektromagnetické rušenie). Jeho základnou funkciou je zabezpečiť, aby pripojená záťaž nebola ovplyvnená účinníkom. porucha alebo poškodenie v dôsledku vplyvu. Týmto spôsobom sú požiadavky na EMC pre napájacie produkty prirodzene vyššie ako pri iných produktoch. Najtypickejším príkladom je, že norma EMC produktov napájacích zdrojov vyžaduje, aby sa svorka vstupného zdroja a výstupná svorka záťaže produktov napájania testovali na rušenie vedením. Okrem toho, ak je produkt napájacieho zdroja nevyhnutnou súčasťou systémovej práce (napríklad UPS) a produkt sa predáva ako všeobecný produkt, potom môže byť produkt podrobený druhému testu EMC. Prvýkrát je testovanie výkonnostných charakteristík EMC špecifikovaných vo vlastných normách produktu; druhýkrát je vykonať systematický test EMC na základe názorov používateľov a systému, do ktorého patrí.
Veľký počet štúdií ukázal, že elektromagnetické rušenie zo siete je najdôležitejším a najhorším typom elektromagnetického rušenia. Pokiaľ je možné tento typ rušenia vyriešiť, problém s imunitou bude v podstate vyriešený. Preto niektorí ľudia hovoria, že technické charakteristiky dnešnej informačnej spoločnosti sú „jeden stroj, tri kusy“, teda počítač a hardvér, softvér a elektrické komponenty. Takto by mal mať AC stabilizovaný napájací zdroj ako napájacie rozhranie medzi sieťou a elektronickými zariadeniami, najmä zariadeniami informačných technológií, účinnú funkciu výkonového filtra, prinajmenšom by mal mať výrazný tlmiaci a tlmiaci účinok na elektromagnetické rušenie. Toto by sa malo považovať za základnú funkciu napájania striedavým prúdom. Prirodzene, pre AC stabilizovaný napájací zdroj s funkciou proti rušeniu by mal nielen zlepšiť svoj výkon proti rušeniu, ale mal by mať aj výkon EMC elektronických produktov, ktoré sú pripojené k jeho výstupu a sú citlivé na EMI, aby sa dosiahli väčšia EMC* * Rozpätie, toto je hlavná funkčná požiadavka regulovaného napájacieho zdroja AC s ochranou proti rušeniu s funkciou čistenia rušivého šumu. Toto je jeden zo základov pre zostavenie SJ/T10541-94 „Všeobecné technické podmienky pre antiinterferenčný AC stabilizovaný zdroj napájania“.
Na druhej strane niektoré požiadavky podobné EMC sa premietli do výkonnostných ukazovateľov napájacích produktov. Napríklad vplyv zdrojového napätia regulovaného zdroja striedavého prúdu a požiadavky na celkový relatívny obsah harmonických vo výstupnom napätí. Okrem toho niektoré položky EMC, ktoré sú citlivé len na slaboprúdové elektronické zariadenia, ako je rušenie magnetického poľa proti frekvencii napájania, elektrostatický výboj, rušenie vyžarovaného elektromagnetického poľa atď., môžu mať malý vplyv na vysokovýkonné elektrické zariadenia, takže nie sú podľa potreby uvedené v testovacích položkách SJ/T10541-94. Týmto spôsobom sa požiadavky EMC na napájacie zdroje regulované striedavým prúdom líšia od požiadaviek iných elektrických a elektronických produktov.
2 Skúšobné položky a požiadavky EMC
Požiadavky na skúšky EMC sú rozdelené do 3 kategórií podľa použitia produktu: menovite kategória **, kategória použitia v priemyselnom a komerčnom prostredí a kategória použitia v civilnom a obytnom prostredí. Testovacie položky, požiadavky a metódy posledných dvoch sú relatívne konzistentné a rozdiel spočíva v požiadavkách na ukazovatele. Kategória ** je úplne odlišná od posledných dvoch kategórií kvôli svojmu špeciálnemu použitiu. Okrem toho, vzhľadom na špecifickosť použitia, letecké a námorné vybavenie má rovnako vysoké požiadavky ako vojenské vybavenie a existujú medzinárodné všeobecné normy a špecifikácie. Na základe podmienok používania AC regulovaných napájacích zdrojov predávaných na trhu sa tento článok zameriava na posledné dve kategórie.
Vzhľadom na zvyšujúcu sa pozornosť spoločnosti venovanú otázkam EMC, ktorá zahŕňa mnoho profesií a produktov, IEC považuje požiadavky EMC za základnú normu IEC. Ide o najnovšie normy série IEC61000. Táto norma bola medzinárodne považovaná za všeobecnú normu s rovnakým významom ako národná norma. Jedna z nich, IEC61000-4 „Testovacia technológia“, je základným štandardom na usmerňovanie testovania EMC. Keďže technológia EMC je komplexná, multidisciplinárna a neustále sa vyvíjajúca nová technológia, príslušné testovacie položky, požiadavky a metódy EMC sa tiež neustále revidujú a zdokonaľujú. Preto mnohé položky v IEC61000-4 ešte neboli oficiálne vydané a sú stále vo forme konceptu. Aby sme čitateľom uľahčili pochopenie tohto aspektu vedomostí, predstavíme projekty zahŕňajúce AC regulované zdroje napájania a zameriame sa na projekty IEC prijaté príslušnými národnými normami.
