Requisiti di compatibilità elettromagnetica e metodi di test per l'alimentazione stabilizzata CA
1 Concetti di base
La compatibilità elettromagnetica è un importante indice di qualità per i prodotti elettrici ed elettronici. Si può ritenere che la qualità del prodotto sia composta principalmente da due contenuti principali: norme di qualità e indicatori tecnici. Il primo riguarda le norme generali, cioè la IEC internazionale, e gli standard di base formulati dal paese in Cina; il secondo è la regolamentazione delle funzioni del prodotto e dei suoi requisiti tecnici. Compatibilità elettromagnetica e requisiti di sicurezza sono standard di base. Ora EMC ha formato un sistema completo da standard di base, standard comuni, standard di famiglia e standard di prodotto. Inoltre, esiste una legislazione speciale a questo scopo a livello internazionale. Ad esempio, l'Unione Europea ha formulato delle normative, prevedendo che dal 1° gennaio 1996 i prodotti elettrici ed elettronici debbano ottenere la certificazione di qualificazione della gestione della bassa tensione (Direttiva BT) e della gestione della compatibilità elettromagnetica (Direttiva EMC) prima di poter essere venduti in il mercato. Nel corso degli anni, in Cina sono stati rilasciati ufficialmente nuovi standard EMC. Tuttavia, va sottolineato che gli standard IEC EMC pertinenti continueranno ad essere aggiornati da bozze o vecchie versioni a versioni ufficiali, e anche gli standard EMC nazionali pertinenti saranno continuamente aggiornati e rilasciati e l'ultima versione prevarrà per i test EMC pertinenti .
La cosiddetta EMC è definita in GB/T4365-1996 "Terminologia di compatibilità elettromagnetica" come: la capacità di un dispositivo o sistema di funzionare normalmente nel suo ambiente elettromagnetico senza causare disturbi elettromagnetici inaccettabili a nulla nell'ambiente. Questa definizione riassume tre aspetti. In primo luogo, la limitabilità dei disturbi elettromagnetici. Il disturbo elettromagnetico è onnipresente, ma può essere limitato da standard di qualità e la sua nocività può essere limitata da mezzi tecnici. Ciò significa che il valore limite dell'intensità del disturbo elettromagnetico emesso dovrebbe essere stabilito per il prodotto per garantire che l'ambiente elettromagnetico sia qualificato. In secondo luogo, l'immunità ai disturbi elettromagnetici. Ciò significa che il prodotto dovrebbe essere in grado di funzionare normalmente nell'ambiente elettromagnetico con un'intensità di disturbo elettromagnetico specificata senza ridurre il suo indice di prestazione. In terzo luogo, la standardizzazione e la compatibilità dell'ambiente elettromagnetico. Vale a dire, l'adozione di qualsiasi misura contro i disturbi elettromagnetici non può degradare le prestazioni di se stesso o di altri prodotti o sistemi nello stesso ambiente elettromagnetico e può coesistere solo in modo amichevole "pacifico". Ad esempio, per ridurre i disturbi di conduzione, un condensatore è collegato in parallelo tra la linea di fase dell'alimentazione dell'apparecchiatura e la linea di terra. Per l'apparecchiatura, la capacità del condensatore deve soddisfare i requisiti del valore limite della norma nazionale per la corrente di dispersione; per il sistema, deve essere impedito che diventi una fonte di accoppiamento di interferenza del sistema e influisca sul funzionamento del sistema. Pertanto, il test EMC del prodotto dovrebbe includere due aspetti:
(1) Testare l'intensità del disturbo elettromagnetico che invia al mondo esterno per confermare se soddisfa i requisiti di valore limite stabiliti nelle norme pertinenti;
(2) Eseguire un test di sensibilità nelle condizioni dell'ambiente elettromagnetico dell'intensità di disturbo elettromagnetico specificata per confermare se soddisfa i requisiti di immunità stabiliti nelle norme pertinenti.
Questi due aspetti sono rispettivamente Interferenza Elettromagnetica o Disturbo Elettromagnetico e Immunità a un Disturbo nel progetto di test EMC; il termine Suscettibilità era comunemente usato in quest'ultimo. Il verificarsi di interferenze elettromagnetiche dipende dall'intensità della sorgente di interferenza, dal metodo di accoppiamento dell'interferenza e dalla sensibilità dell'apparecchiatura all'interferenza. Pertanto, i requisiti prestazionali e i metodi di prova per EMC nelle norme pertinenti non sono solo suddivisi in voci diverse in base a proprietà e tipi diversi, ma anche suddivisi in due categorie in base ai diversi metodi di trasmissione dei disturbi elettromagnetici: vale a dire, interferenze condotte e irradiate interferenza. Il primo rileva principalmente l'intensità e la gamma di frequenza delle armoniche di potenza della frequenza di alimentazione e del rumore ad alta frequenza che l'apparecchiatura sottoposta a test conduce verso l'esterno attraverso la linea di alimentazione o la linea di segnale, che appartiene agli effetti del campo vicino e del campo di induzione del disturbo elettromagnetico. Quest'ultimo rileva l'intensità e la gamma di frequenza del rumore a radiofrequenza direttamente irradiato dal dispositivo in prova, che è principalmente finalizzato all'effetto di campo lontano del disturbo elettromagnetico. Vale la pena notare che negli ultimi anni la comunità internazionale ha prestato particolare attenzione ai due aspetti dell'interferenza armonica dell'alimentazione e ai requisiti di immunità delle apparecchiature. Il primo riguarda i requisiti di protezione ambientale delle reti elettriche pubbliche. Quest'ultimo serve a garantire l'affidabilità dell'apparecchiatura o del sistema. Per questo motivo, molti standard separano specificamente anche i requisiti del contenuto di corrente armonica e l'immunità dell'alimentatore come due requisiti tecnici principali dal progetto EMC e li separano come elementi separati. Va sottolineato che per la società dell'informazione, la perdita causata dal funzionamento anomalo delle apparecchiature informatiche è spesso difficile da misurare in valuta. Nelle condizioni realistiche in cui è impossibile evitare completamente i disturbi elettromagnetici, è particolarmente importante migliorare l'immunità dei prodotti nelle condizioni dell'ambiente elettromagnetico specificato.
In particolare, oltre a confermare se le prestazioni EMC del prodotto soddisfano i requisiti degli standard nazionali e di settore nei test di routine di specifici articoli EMC da parte del produttore (secondo i rapporti della letteratura nazionale ed estera, nessuna seria progettazione EMC e test approfonditi ha stato effettuato e sufficiente Difficoltà a superare il test EMC), e può anche valutare il grado di influenza dei disturbi elettromagnetici esterni sul prodotto e l'efficacia delle relative misure di soppressione, e scoprirne le ragioni specifiche (fonti e percorsi di azione ) del prodotto danneggiato dal test EMC al fine di adottare le misure corrispondenti. misurare. Pertanto, condurre test EMC nella fase iniziale della progettazione e finalizzazione del prodotto è un compito indispensabile affinché i prodotti entrino nella commercializzazione. Da un'altra prospettiva, la comprensione delle prestazioni EMC dei prodotti è un fattore importante per l'ispezione dei prodotti e l'approvazione degli utenti dei prodotti. Tutto ciò richiede una comprensione dei requisiti prestazionali EMC e la conoscenza dei test.
Il test EMC dei prodotti di alimentazione ha i suoi requisiti specifici, che sono determinati dalle funzioni di questo tipo di prodotto. In primo luogo, il prodotto alimentatore viene utilizzato come interfaccia di potenza tra l'alimentatore (generalmente la rete) e il carico che serve (tipicamente apparecchiature informatiche sensibili ai disturbi elettromagnetici). La sua funzione di base è garantire che il carico collegato non sia influenzato dal fattore di potenza. malfunzionamento o danni dovuti all'influenza. In questo modo, i requisiti EMC per i prodotti di alimentazione sono naturalmente più elevati rispetto ad altri prodotti. L'esempio più tipico qui è che lo standard EMC dei prodotti di alimentazione richiede che il terminale della sorgente di ingresso e il terminale di carico di uscita dei prodotti di alimentazione debbano essere testati rispettivamente per l'interferenza condotta. Inoltre, se il prodotto di alimentazione è una parte indispensabile del lavoro del sistema (come l'UPS) e il prodotto viene venduto come prodotto generico, il prodotto può essere sottoposto a un secondo test EMC. La prima volta è testare le caratteristiche prestazionali EMC specificate negli standard del prodotto; la seconda volta è condurre un test EMC sistematico basato sulle opinioni degli utenti e sul sistema a cui appartiene.
Numerosi studi hanno dimostrato che il disturbo elettromagnetico da rete è il più importante e il peggiore tipo di disturbo elettromagnetico. Finché questo tipo di interferenza può essere risolto, il problema dell'immunità sarà sostanzialmente risolto. Pertanto, alcune persone affermano che le caratteristiche tecniche dell'odierna società dell'informazione sono "una macchina, tre pezzi", ovvero computer e hardware, software e componenti elettrici. In questo modo, l'alimentatore CA stabilizzato come interfaccia di alimentazione tra la rete e le apparecchiature elettroniche, in particolare le apparecchiature informatiche, dovrebbe avere un'efficace funzione di filtro di potenza, almeno dovrebbe avere un effetto significativo di attenuazione e soppressione dei disturbi elettromagnetici. Questa dovrebbe essere considerata una funzione essenziale dell'alimentazione CA. Naturalmente, per un alimentatore AC stabilizzato con funzione anti-interferenza, dovrebbe non solo migliorare le sue prestazioni anti-interferenza, ma anche avere le prestazioni EMC dei prodotti elettronici che sono collegati alla sua uscita e sono sensibili alle EMI, in modo da ottenere maggiore EMC* * Margine, questo è un importante requisito funzionale dell'alimentatore regolato AC anti-interferenza con la funzione di purificare il rumore di interferenza. Questa è una delle basi per la compilazione di SJ/T10541-94 "Condizioni tecniche generali per l'alimentazione stabilizzata CA anti-interferenza".
D'altra parte, alcuni requisiti simili all'EMC si sono riflessi negli indicatori di prestazione dei prodotti di alimentazione. Ad esempio, l'effetto della tensione sorgente dell'alimentatore regolato in CA e i requisiti di contenuto armonico relativo totale della tensione di uscita. Inoltre, alcuni elementi EMC che sono sensibili solo alle apparecchiature elettroniche a corrente debole, come l'interferenza del campo magnetico a frequenza di potenza, le scariche elettrostatiche, l'interferenza del campo elettromagnetico irradiato, ecc., possono avere un impatto limitato sulle apparecchiature elettriche ad alta potenza, quindi non sono elencati come necessari negli elementi di prova SJ/T10541-94. In questo modo, i requisiti EMC per gli alimentatori regolati in CA sono diversi da quelli di altri prodotti elettrici ed elettronici.
2 Elementi e requisiti del test EMC
I requisiti dei test EMC sono suddivisi in 3 categorie in base all'uso del prodotto: categoria **, categoria d'uso in ambiente industriale e commerciale e categoria d'uso in ambiente civile e residenziale. Gli elementi di prova, i requisiti e i metodi degli ultimi due sono relativamente coerenti e la differenza sta nei requisiti per gli indicatori. La categoria ** è molto diversa dalle ultime due categorie a causa del suo uso speciale. Inoltre, a causa della particolarità dell'uso, le attrezzature aeronautiche e marittime hanno gli stessi elevati requisiti delle attrezzature militari e vi sono standard e specifiche generali internazionali. Sulla base delle condizioni d'uso degli alimentatori regolati AC venduti sul mercato, questo articolo si concentra su queste ultime due categorie.
In considerazione della crescente attenzione ai problemi EMC nella società, che coinvolge molte professioni e prodotti, IEC ha trattato i requisiti EMC come standard di base di IEC. Questo è l'ultimo standard della serie IEC61000. Questo standard è stato considerato a livello internazionale come uno standard generale con la stessa importanza dello standard nazionale. Uno di questi, IEC61000-4 "Testing Technology", è lo standard di base per guidare i test EMC. Poiché la tecnologia EMC è una nuova tecnologia complessa, multidisciplinare e in continua evoluzione, anche gli elementi, i requisiti e i metodi dei test EMC pertinenti vengono costantemente rivisti e migliorati. Pertanto, molti articoli in IEC61000-4 non sono ancora stati rilasciati ufficialmente e sono ancora in forma di bozza. Al fine di facilitare ai lettori la comprensione di questo aspetto della conoscenza, introdurremo i progetti che coinvolgono alimentatori regolati in CA e ci concentreremo sui progetti IEC adottati dalle norme nazionali pertinenti.
