本文介绍了什么时候需求电磁兼容整改及常见的电磁兼容整改,并从电磁打扰发射测验、谐波电流测验及瞬态脉冲抗扰度测验三个方面介绍了怎么顺畅经过电磁兼容实验。1.概述
1.1 什么时候需求电磁兼容整改及对策
对一个电子、电气产品来说,在规划阶段就应该考虑其电磁兼容性,这样能够将产品在出产阶段呈现电磁兼容问题的或许性削减到一个较低的程度。但其是否满意要求,终究要经过电磁兼容测验查验其电磁兼容规范的契合性。
因为电磁兼容的复杂性,即便对一个电磁兼容规划问题考虑得比较周全得产品,在规划制作过程中,不免呈现一些电磁搅扰的要素,构成终究电磁兼容测验不合格。在电磁兼容测验中,这种状况仍是比较常见的。
当然,对产品定型前的电磁兼容测验不合格的问题,咱们完全能够遵从正常的电磁兼容规划思路,依照电磁兼容规划规范法和体系法,针对产品存在的电磁兼容问题从头进行规划。从源头上处理存在的电磁兼容危险。这归于电磁兼容规划领域。
而现在国内电子、电气产品比较普遍存在的状况是:产品在进行电磁兼容型式实验时,产品规划现已定型,产品外壳现已开模,PCB 板现已规划出产,部件板卡现已加工,乃至产品现已出产出来等着出货放行。
对此类产品存在的电磁兼容问题,只能采纳“呈现什么问题,处理什么问题”的问题处理法,以对产品的最小改动使其到达电磁兼容要求。这就归于电磁兼容整改对策的领域,这是咱们这次课程需求评论的问题。
1.2 常见的电磁兼容整改办法
对常见的电磁兼容问题,咱们经过归纳选用以下几个方面的整改办法,一般能够处理大部分的问题:能够在屏蔽体的装置面处涂导电胶,或许在装置面处加导电衬 垫,乃至选用导电金属胶带进行弥补。导电衬垫能够是织造的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属(铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或许是梳状簧片接 触指状物等。
在不影响功能的前提下,恰当调整设备电缆走向和摆放,做到不同类型的电缆彼此阻隔。改动一般的小信号或高频信号电缆为带屏蔽的电缆,改动一般的大电流信号或数据传输信号电缆为对称绞线电缆。
加强接地的机械功能,下降接地电阻。一同关于设备全体要有独自的低阻抗接地。
在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器。
在或许的状况下,对重要器材进行屏蔽、阻隔处理,如加装接地杰出的金属阻隔板或小的屏蔽罩等。
在各器材电源输入端并联小电容,以旁路电源带来的高频搅扰。
下面,咱们别离就电子、电器产品在传导发射、辐射发射、谐波电流、静电放电、电快速脉冲、浪涌等电磁兼容测验项目实验过程中较常出项的问题及处理方案和弥补办法与咱们一同评论。
咱们依据各项意图特色,将这些内容分为三大类别离进行评论:
电磁打扰发射类:传导发射、辐射发射
谐波电流类
瞬态脉冲抗扰度类:静电放电、电快速脉冲、浪涌冲击
2.电磁打扰发射测验常见问题对策及整改办法
关于电磁发射测验对策及整改,咱们将在下个专题《电子产品 3C 认证检测中常见电磁兼容问题与对策》中以AV 和IT 类产品为例加以具体评论,在这儿仅进行一些提纲性介绍,不再深化打开评论。
2.1 电子、电气产品内的首要电磁打扰源
设备开关电源的开关回路:打扰源主频几十kHz 到百余kHz,高次谐波可延伸到数十MHz。
设备直流电源的整流回路:工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz;高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。
电动设备直流电机的电刷噪声:噪声频率上限可延伸到数百MHz。
电动设备沟通电机的作业噪声:高次谐波可延伸到数十MHz。
变频调速电路的打扰发射:打扰源频率从几十kHz 到几十MHz
设备作业状况切换的开关噪声:噪声频率上限可延伸到数百MHz。
智能操控设备的晶振及数字电路电磁打扰:打扰源主频几十kHz 到几十MHz,高次谐波可延伸到数百MHz。
微波设备的微波走漏:打扰源主频数GHz。
电磁感应加热设备的电磁打扰发射:打扰源主频几十kHz,高次谐波可延伸到数十MHz。
电视电声接纳设备的高频调谐回路的本振及其谐波:打扰源主频数十MHz 到数百MHz,高次谐波可延伸到数GHz。
信息技术设备的及各类主动操控设备数字处理电路:打扰源主频数十MHz 到数百MHz,高次谐波可延伸到数GHz。
2.2 打扰源定位
2.2.1 依据丈量曲线定位:
依据:超支打扰频率规模、超支打扰频域散布、窄带打扰仍是宽带打扰等
依据被测设备作业办法和内部结构定位:
有没有运用规范不主张运用的半波整流和对称/非对称电源调整电路?
内部结构中电路板布局是否合理?
内部电缆走线是否合理?
内部滤波器(滤波电路)装置是否合理?
内部电路接地和搭接办法是否合理?
机箱屏蔽是否满意对应产品的需求?
2.2.2 依据被测设备组成和功能定位:
设备内部有否二次电源,其作业办法?
设备内是否有驱动电机,电机类型?
设备内是否有变频调速电路?
设备内是否有数码操控或智能操控电路?是否运用晶振?
设备内是否存在程控的继电器或开关电路?
设备正常作业是否运用电磁波或微波?
设备内是否存在作业中的无线收发电路?
2.2.3 依据功能模块作业状况进行毛病定位:
若设备的各个模块能够暂停和恢复作业,能够经过逐一暂停这些模块的作业来判别打扰来历。
若模块不能够独立暂停和恢复作业,能够经过与设备其它功能模块一同组合进行暂停和恢复作业,然后判别打扰的大约来历。
若模块不能够独立暂停和恢复作业,能够经过与其它设备的合格功能模块一同组合进行暂停和恢复作业,然后判别打扰的大约来历。
对置疑打扰超支的模块,能够用置换的办法来进行打扰断定。
2.3 电子、电气产品接连传导发射超支问题及对策
家电类产品接连传导打扰标称丈量频率规模148.5kHz-30MHz(实践为150kHz-30MHz)。
丈量别离在电源端子及负载端子和附加端子上进行。
接连传导打扰的首要来历:
开关电源的开关频率及谐波打扰、电源整流回路的整流噪声、
沟通电机的作业噪声、直流电机的电刷噪声、
电磁感应加热设备的电磁打扰、
智能操控设备的晶振及数字电路电磁打扰等
当咱们经过打扰定位办法找到超支点的打扰来历后,
即可选用相对应的打扰按捺办法。
(针对毛病定位及传导打扰来历别离打开阐明)
对一般的电源端接连传导打扰能够经过以下的电路加以按捺:
图 1:沟通电源滤波网络
关于负载端子和附加端子的传导打扰能够经过以下的电路加以按捺
图2:直流输出滤波网络
无论是对电源端子、负载端子和附加端子采纳按捺办法,若运用独立的滤波器时,需注意其装置办法。
图3:滤波器的装置办法
2.4 电子、电气产品断续传导发射超支问题及对策
家电类产品断续传导打扰标称丈量频率规模148.5kHz-30MHz(实践为150kHz-30MHz)。
丈量在电源端子上进行,喀呖声丈量的频率点为:150kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz
断续传导打扰的首要来历:
恒温操控用具,程序主动的机器和其他电气操控或操作的用具的开关操作会发生断续打扰。
此类操作一般经过继电器和程控电子/机械开关等完成。
此类打扰一般由继电器、开关的触点颤动及非纯阻负载通断所发生的电涌冲击构成。
可选用相对应的打扰按捺办法首要针对以上两个方面进行。
2.5 电子、电气产品辐射打扰超支问题及对策
电子、电气产品辐射打扰场强丈量频率规模30MHz-1000MHz。
丈量一般在开阔场或半电波暗室中进行。
辐射打扰的首要打扰来历:
开关电源的开关频率及谐波打扰
沟通电机的作业噪声、直流电机的电刷噪声
电磁感应设备的电磁打扰
智能操控设备的晶振及数字电路电磁打扰等
当咱们经过打扰定位办法找到辐射打扰超支点的打扰源后,即可选用相对应的打扰源按捺办法。(针对毛病定位及打扰来历别离打开阐明)
一般来说,首要按捺打扰源,这能够经过优化电路规划、电路结构和排版,加强滤波和正确的接地来到达。其次是要堵截耦合途径,这能够经过正确的机壳屏蔽和传输线滤波到达。
3.谐波电流测验常见问题对策及整改办法
关于由沟通市电供电的电子、电气产品,谐波电流是一个很重要的电磁兼容丈量项目。
在低压市电网络运用的电子电气设备,其供电电压是正弦波,但其电流波形未必是正弦波,或许有或多或少的畸变。很多的此类设备运用,会构成电网电压波形畸变,使电网电能质量下降。
图4:高压整流电路及对应的畸变电流波形
一个周期函数能够分解为傅立叶级数,表明为多级正弦函数的和式,即可把周期信号当作是正弦函数的基波与高次谐波的组成。
所以,咱们能够将设备的畸变电流波形分解为基波和高次谐波,经过特定的仪器丈量高次谐波含量,就能够分分出设备电流波形畸变的程度。这些高次谐波电流重量咱们简称为谐波电流。
图6:畸变电流波形的傅立叶打开示意图
当电网中存在过量的谐波电流,不只会使发电机的功率下降,严峻时还会构成发电机和电网设备的损坏,一同还会影响电网用户设备的正常作业,比方计算机运算犯错,电视机画面翻滚。
正是出于维护共用电网电能质量,保证电网和用户设备的正常进行,IEC 提出了谐波电流限值规范。
谐波电流测验不适用于由非市电的低压交、直流和电池供电的电子、电气产品。
3.1 丈量规范介绍
下面以GB17625.1 规范为例,对谐波电流的丈量作一个扼要介绍。
规范称号:GB17625.1-2003 idt IEC61000-3-2:2001 《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》
GB17625.1-2003 是很多电子电器产品认证查验的一个重要依据规范。该规范丈量和约束的便是由低压市电供电的电子、电气产品(设备每相输入电流≤16A)在运用时其供电电流波形畸变的程度。
GB17625.1-2003 规范是经过约束设备电流的高次谐波重量的巨细来约束设备电流波形的畸变的。GB17625.1 考虑到第40 次谐波电流含量。
3.1.1 规范的适用规模
该规范只对接入频率为 50Hz/60Hz、相电压为220V/230V/240V 的低压供电体系且每相输入电流不大于16A 的设备提出谐波电流限值要求。
该规范是一个通用电磁兼容规范。适合于本规范的产品类别较多,如家用电器、电动东西、电气照明设备、信息技术设备、影音设备等等。
3.1.2 设备的分类
分类是依照谐波电流限值不同而进行的。
A 类:平衡的三相设备;
家用电器,不包括列入D 类的设备;
东西,不包括便携式东西;
白炽灯调光器;
音频设备;
以及除以下几类设备外的一切其他设备。
B 类:便携式东西;不归于专用设备的电弧焊设备
C 类:照明设备
D 类:有功功率不大于600W 下列设备:个人计算机和个人计算机显示器;电视接纳机。
B 类、C 类和D 类设备界说比较简单,A 类的区别比较复杂。
3.1.3 谐波电流限值
下列类型设备的限值在该规范中未作规则:
额定功率75W 及以下的设备,照明设备在外(将来该值或许从75W 减小到50W);
总额定功率大于1kW 的专用设备;
额定功率不大于200W 的对称操控加热元件;
额定功率不大于1kW 的白炽灯独立调光器。
(一般有出产厂家运用此条的约束项来到达免于进行谐波电流约束的意图)
3.1.3.1 A 类设备的谐波电流限值
A 类设备的谐波电流限值见规范相应表格,限值是有效值,单位为安培。该限值是固定值,与产品的功率和基波电流巨细不相关。
3.1.3.2 B 类设备的谐波电流限值
B 类设备的谐波电流限值是A 类设备的限值的1.5 倍。
3.1.3.3 C 类设备的谐波电流限值
a)有功输入功率大于25W
关于有功输入功率大于25W 的照明电器,谐波电流不该超越C 类设备的相关限值。该限值与产品基波电流巨细不相关。
b)有功输入功率不大于25W
关于有功功率不大于25W 的放电灯,规范规则了其特定的合格断定条件。
3.1.3.4 D 类设备的谐波电流限值
a)只约束奇次谐波电流。
b)奇次谐波电流不只要契合最大答应谐波电流,还要契合“每瓦功率答应的最大谐波电流”。
能够说对D 类设备的要求是比较严厉的,而实践状况却是D 类设备的谐波电流往往比较大。
该规则是考虑到D 类设备运用十分广泛,又常常是接连作业,客观上又常常一同运用。如此多的D类设备一同作业,它们发生的谐波电流在组成(矢量组成)后对电网电能质量的影响将是不能不考虑的。
3.1.4 谐波电流丈量仪器
谐波丈量设备一般由两部分组成:精细电源单元与丈量外表单元。
要求电源部分能向被测设备供给杰出波形的电压源、负载才能和平整的阻抗特性。
规范规则丈量外表单元有必要是离散付氏改换(FFT)的时域丈量仪器,能够接连、精确地一同丈量悉数各次谐波所触及的幅值、相位角等需求量。
现在实验室多选用以FFT 为频谱剖析原理的谐波丈量仪。丈量仪的前级为采样电路、模-数变化器,后级是FFT 剖析仪(能够运用PC 机完成)。
3.1.5 实验条件