Come eseguire la progettazione EMC di un alimentatore regolato in CA
Le prestazioni EMC sono un importante requisito di indice dell'alimentazione regolata in CA. Sulla base dei requisiti per il valore d'uso dell'alimentatore regolato in c.a., le sue prestazioni EMC non dovrebbero solo soddisfare l'indice di immunità di un livello di gravità più elevato e il limite di interferenza elettromagnetica qualificato, ma soprattutto, dovrebbero essere per il suo carico (sensibile a IME). apparecchiature elettroniche) per fornire un sufficiente margine di sicurezza EMC. In questo documento, insieme ai requisiti di prestazione EMC del prodotto, vengono spiegati in dettaglio i requisiti e i metodi di prova pertinenti e vengono espresse opinioni personali.
1 Concetti di base
La compatibilità elettromagnetica (ElectromagneTIcCompaTIbility, denominata EMC) è un importante indice di qualità dei 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 EMC pertinenti di IEC 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 EMC pertinente test.
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 vincolato 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 di alimentazione dell'apparecchiatura e la linea di terra. Per l'apparecchiatura, la capacità del condensatore deve soddisfare i requisiti del valore limite della corrente di dispersione nello standard di sicurezza; 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.
Elementi e requisiti dei test EMC
I requisiti dei test EMC sono suddivisi in 3 categorie in base all'uso del prodotto: vale a dire, uso militare, uso in ambiente industriale e commerciale e 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 militare 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 il famoso standard della serie IEC61000. Questo standard è stato considerato a livello internazionale uno standard comune con la stessa importanza dello standard di sicurezza. 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. Per facilitare ai lettori la comprensione di questa conoscenza, introdurremo i progetti che coinvolgono alimentatori regolati in CA e ci concentreremo sui progetti IEC adottati dalle norme nazionali pertinenti.
Condizioni e metodi di prova EMC
I test dipendono da tre fattori: metodi, tecniche e attrezzature. Il metodo è determinato sia dal principio di misurazione che dall'uso dell'apparecchiatura di prova. La tecnologia è l'insieme dei metodi di prova adottati per ottenere i risultati corretti del test (maggiore accuratezza) e l'apparecchiatura è tutto ciò che riflette i due fattori di cui sopra per servire il test. dispositivo tecnico. Questi devono essere tutti standardizzati per garantire la riproducibilità e l'autenticità dei test.
Le condizioni di prova EMC sono determinate dal metodo di prova. I metodi di prova specifici si dividono in metodo al banco di prova eseguito in condizioni di laboratorio e metodo di campo eseguito in condizioni di utilizzo effettivo. È impossibile simulare tutti i fenomeni di interferenza che si possono incontrare sul campo, soprattutto il metodo del campo ha limiti insormontabili. Tuttavia, attraverso test standardizzati, è possibile ottenere informazioni più complete sulle prestazioni EMC del dispositivo sottoposto a test. Per questo motivo la raccomandazione internazionale è quella di adottare prima il metodo al banco prova, a meno che non possa essere effettuato in laboratorio, il metodo sul campo generalmente non viene utilizzato.
Il metodo principale del test di immunità consiste nel selezionare il livello di gravità appropriato in base alle condizioni dell'ambiente elettromagnetico dell'apparecchiatura, combinato con le misure adottate dall'utente per l'apparecchiatura, testare secondo i metodi di prova pertinenti e infine valutare il test risultati secondo le condizioni di giudizio qualificato proposte dalle norme di prodotto Ammissibilità. Questa è la principale differenza tra test di immunità e altri test.
La sorgente di disturbo elettromagnetico nell'ambiente elettromagnetico, il metodo di accoppiamento della sorgente di disturbo elettromagnetico all'apparecchiatura, la sensibilità dell'apparecchiatura ai disturbi elettromagnetici e le misure di protezione dell'utente sul luogo di lavoro sono direttamente correlate al livello di gravità. In altre parole, l'ambiente di utilizzo determina la forma dell'interferenza e le condizioni di protezione dell'installazione determinano il livello di gravità dell'interferenza. GB/T13926.4 stabilisce specificamente le condizioni dell'ambiente elettrico durante il funzionamento di apparecchiature corrispondenti al livello di gravità nell'ambiente elettromagnetico:
Livello 1, con un ambiente ben protetto, come una sala computer;
Livello 2, ambienti protetti come sale controllo o sale terminali di fabbriche e centrali elettriche;
Livello 3, tipico ambiente industriale, come dispositivi di processo industriale, sale relè di centrali elettriche e sottostazioni ad alta tensione all'aperto;
Livello 4, ambienti industriali difficili, come centrali elettriche, apparecchiature di processo industriale senza speciali misure di installazione, aree esterne, ecc.
In IEC801-5, la sorgente della sovratensione è il transitorio di commutazione dell'alimentazione o il transitorio del fulmine della fulminazione indiretta e le condizioni di installazione e le strutture di protezione dell'apparecchiatura sono classificate come segue (applicabile alla sovratensione):
Classe 0: ambiente elettrico ben protetto con protezione da sovratensione primaria e secondaria, solitamente in una stanza speciale, e la sovratensione non supererà i 25 V;
Categoria 1: ambiente elettrico con protezione locale e protezione da sovratensione primaria e sovratensione non superiore a 500 V;
Tipo 2: la linea elettrica è separata da altre linee, l'ambiente elettrico con un buon isolamento del cavo e la sovratensione non supera 1kV;
Categoria 3: l'ambiente elettrico in cui i cavi di alimentazione e di segnale sono posati in parallelo e la sovratensione non supera i 2 kV;
Categoria 4: la linea di interconnessione è posata lungo il cavo di alimentazione in quanto è all'aperto e l'ambiente elettrico in cui il circuito elettronico e il circuito elettrico utilizzano cavi, la sovratensione non supera i 4kV;
Categoria 5: l'ambiente elettrico in cui i dispositivi elettronici sono collegati a cavi di telecomunicazione e linee elettriche aeree in aree non popolate.
Non esiste alcun surge test per la categoria 0. I prodotti di alimentazione generale sono in ambiente elettrico di Classe 1 o Classe 2 e il livello di gravità può essere selezionato come Classe 1 o Classe 2.
