Requisitos de compatibilidad electromagnética y métodos de prueba para fuente de alimentación estabilizada de CA
1 Conceptos básicos
La compatibilidad electromagnética es un índice de calidad importante para los productos eléctricos y electrónicos. Se puede considerar que la calidad del producto se compone principalmente de dos grandes contenidos: las normas de calidad y los indicadores técnicos. El primero involucra normas generales, es decir, la IEC internacional, y los estándares básicos formulados por el país en China; el segundo es la regulación de las funciones del producto y sus requisitos técnicos. La compatibilidad electromagnética y los requisitos de seguridad son estándares básicos. Ahora, EMC ha formado un sistema completo a partir de estándares básicos, estándares comunes, estándares familiares y estándares de productos. Además, existe una legislación especial para este fin a nivel internacional. Por ejemplo, la Unión Europea ha formulado reglamentos que estipulan que a partir del 1 de enero de 1996, los productos eléctricos y electrónicos deben obtener la certificación de calificación de gestión de bajo voltaje (Directiva LV) y gestión de compatibilidad electromagnética (Directiva EMC) antes de que puedan venderse en El mercado. A lo largo de los años, se han lanzado oficialmente en China nuevos estándares de EMC. Sin embargo, se debe señalar que los estándares IEC EMC relevantes continuarán actualizándose de borradores o versiones antiguas a versiones oficiales, y los estándares EMC nacionales relevantes también se actualizarán y publicarán continuamente, y la última versión prevalecerá para las pruebas EMC relevantes. .
El llamado EMC se define en GB/T4365-1996 "Terminología de compatibilidad electromagnética" como: la capacidad de un dispositivo o sistema para funcionar normalmente en su entorno electromagnético sin causar perturbaciones electromagnéticas inaceptables a nada en el entorno. Esta definición resume tres aspectos. Primero, la limitabilidad de la perturbación electromagnética. La perturbación electromagnética es omnipresente, pero puede estar restringida por estándares de calidad y su nocividad puede limitarse por medios técnicos. Esto significa que el valor límite de la intensidad de la perturbación electromagnética enviada debe estipularse para el producto para garantizar que el entorno electromagnético esté calificado. En segundo lugar, la inmunidad a las perturbaciones electromagnéticas. Esto significa que el producto debería poder funcionar normalmente en un entorno electromagnético con una intensidad de perturbación electromagnética especificada sin reducir su índice de rendimiento. En tercer lugar, la normalización y compatibilidad del entorno electromagnético. Es decir, tomar cualquier medida contra las perturbaciones electromagnéticas no puede degradar el rendimiento de sí mismo o de otros productos o sistemas en el mismo entorno electromagnético, y solo puede coexistir de manera amistosa y "pacífica". Por ejemplo, para reducir la interferencia de conducción, se conecta un capacitor en paralelo entre la línea de fase de la fuente de alimentación del equipo y la línea de tierra. Para el equipo, la capacidad del capacitor debe cumplir con los requisitos de valor límite de la norma nacional para corriente de fuga; para el sistema, se debe evitar que se convierta en una fuente de acoplamiento de interferencia del sistema y afecte el funcionamiento del sistema. Por lo tanto, la prueba de EMC del producto debe incluir dos aspectos:
(1) probar la intensidad de la perturbación electromagnética que envía al mundo exterior para confirmar si cumple con los requisitos de valor límite estipulados en las normas pertinentes;
(2) Realice una prueba de sensibilidad en las condiciones ambientales electromagnéticas de la intensidad de perturbación electromagnética especificada para confirmar si cumple con los requisitos de inmunidad estipulados en las normas pertinentes.
Estos dos aspectos son, respectivamente, Interferencia Electromagnética o Perturbación Electromagnética e Inmunidad a una Perturbación en el proyecto de prueba de EMC; el término susceptibilidad se usaba comúnmente en este último. La aparición de interferencia electromagnética depende de la fuerza de la fuente de interferencia, el método de acoplamiento de la interferencia y la sensibilidad del equipo a la interferencia. Por lo tanto, los requisitos de rendimiento y los métodos de prueba para EMC en las normas pertinentes no solo se dividen en diferentes elementos según las diferentes propiedades y tipos, sino que también se dividen en dos categorías según los diferentes métodos de transmisión de perturbaciones electromagnéticas: a saber, interferencia conducida y radiación. interferencia. El primero detecta principalmente la intensidad y el rango de frecuencia de los armónicos de potencia de frecuencia industrial y el ruido de alta frecuencia que el equipo bajo prueba conduce hacia el exterior a través de la línea de alimentación o línea de señal, que pertenece a los efectos de campo cercano y campo de inducción de la perturbación electromagnética. Este último detecta la intensidad y el rango de frecuencia del ruido de radiofrecuencia directamente radiado por el dispositivo bajo prueba, que está dirigido principalmente al efecto de campo lejano de la perturbación electromagnética. Vale la pena señalar que en los últimos años, la comunidad internacional ha prestado especial atención a los dos aspectos de la interferencia armónica de la fuente de alimentación y los requisitos de inmunidad del equipo. El primero involucra los requisitos de protección ambiental de las redes eléctricas públicas. Este último es para asegurar la confiabilidad del equipo o sistema. Por esta razón, muchos estándares también separan específicamente los requisitos de contenido de corriente armónica de la fuente de alimentación y la inmunidad como dos requisitos técnicos principales del proyecto EMC, y los separan como elementos separados. Cabe señalar que para la sociedad de la información, la pérdida causada por el funcionamiento anormal de los equipos de tecnología de la información es a menudo difícil de medir en moneda. Bajo las condiciones realistas de que es imposible evitar por completo las perturbaciones electromagnéticas, es particularmente importante mejorar la inmunidad de los productos bajo las condiciones ambientales electromagnéticas especificadas.
Específicamente, además de confirmar si el rendimiento de EMC del producto cumple con los requisitos de las normas nacionales y de la industria en las pruebas de rutina de elementos de EMC específicos por parte del fabricante (de acuerdo con informes de publicaciones nacionales y extranjeras, no se ha realizado ningún diseño serio de EMC ni pruebas exhaustivas). realizado y suficiente Es difícil pasar la prueba EMC), y también puede evaluar el grado de influencia de las perturbaciones electromagnéticas externas en el producto y la efectividad de las medidas de supresión relacionadas, y descubrir las razones específicas (fuentes y vías de acción ) del producto dañado por la prueba de CEM para adoptar las medidas correspondientes. medida. Por lo tanto, realizar pruebas de EMC en la etapa inicial del diseño y finalización del producto es una tarea indispensable para que los productos ingresen a la comercialización. Desde otra perspectiva, comprender el rendimiento de EMC de los productos es un factor importante para la inspección de productos básicos y la aprobación de los productos por parte del usuario. Todo esto requiere una comprensión de los requisitos de rendimiento de EMC y conocimientos de pruebas.
La prueba de EMC de los productos de suministro de energía tiene sus requisitos específicos, que están determinados por las funciones de este tipo de producto. En primer lugar, el producto de fuente de alimentación se utiliza como interfaz de alimentación entre la fuente de alimentación (generalmente, la red eléctrica) y la carga a la que sirve (normalmente, equipos de tecnología de la información que son sensibles a las perturbaciones electromagnéticas). Su función básica es asegurar que la carga conectada no se vea afectada por el factor de potencia. mal funcionamiento o daño debido a la influencia. De esta manera, los requisitos de EMC para los productos de fuente de alimentación son naturalmente más altos que otros productos. El ejemplo más típico aquí es que el estándar EMC de los productos de fuente de alimentación requiere que el terminal de fuente de entrada y el terminal de carga de salida de los productos de fuente de alimentación se prueben para detectar interferencias conducidas, respectivamente. Además, si el producto de suministro de energía es una parte indispensable del trabajo del sistema (como un UPS) y el producto se vende como un producto general, entonces el producto puede someterse a una segunda prueba de EMC. La primera vez es para probar las características de rendimiento de EMC especificadas en los propios estándares del producto; la segunda vez es realizar una prueba EMC sistemática basada en las opiniones de los usuarios y el sistema al que pertenece.
Un gran número de estudios han demostrado que la perturbación electromagnética de la red eléctrica es el tipo de perturbación electromagnética más importante y peor. Mientras se pueda resolver este tipo de interferencia, el problema de la inmunidad se resolverá básicamente. Por eso, algunas personas dicen que las características técnicas de la sociedad de la información actual son "una máquina, tres piezas", es decir, computadora y hardware, software y componentes eléctricos. De esta forma, la fuente de alimentación estabilizada de CA como interfaz de alimentación entre la red eléctrica y los equipos electrónicos, especialmente los equipos de tecnología de la información, debe tener una función de filtro de energía efectiva, al menos debe tener un efecto significativo de atenuación y supresión de perturbaciones electromagnéticas. Esto debe considerarse como una función esencial de la fuente de alimentación de CA. Naturalmente, para una fuente de alimentación estabilizada de CA con función antiinterferencias, no solo debe mejorar su rendimiento antiinterferencias, sino también tener el rendimiento EMC de los productos electrónicos que están conectados a su salida y son sensibles a EMI, para obtener mayor EMC* * Margen, este es un requisito funcional importante de la fuente de alimentación regulada por CA antiinterferente con la función de purificar el ruido de interferencia. Esta es una de las bases para compilar SJ/T10541-94 "Condiciones técnicas generales para fuentes de alimentación estabilizadas de CA antiinterferencias".
Por otro lado, algunos requisitos similares a EMC se han reflejado en los indicadores de rendimiento de los productos de suministro de energía. Por ejemplo, el efecto de la tensión de origen de la fuente de alimentación regulada por CA y los requisitos de contenido armónico relativo total de la tensión de salida. Además, algunos elementos de EMC que solo son sensibles a equipos electrónicos de corriente débil, como interferencias de campos magnéticos de frecuencia antipotencia, descargas electrostáticas, interferencias de campos electromagnéticos radiados, etc., pueden tener poco impacto en equipos eléctricos de alta potencia, por lo que no se enumeran como necesarios en los elementos de prueba SJ/T10541-94. De esta forma, los requisitos de EMC para las fuentes de alimentación reguladas por CA son diferentes de los de otros productos eléctricos y electrónicos.
2 Elementos de prueba y requisitos de EMC
Los requisitos de prueba de EMC se dividen en 3 categorías según el uso del producto: categoría **, categoría de uso en entornos industriales y comerciales, y categoría de uso en entornos civiles y residenciales. Los elementos de prueba, los requisitos y los métodos de los dos últimos son relativamente consistentes y la diferencia radica en los requisitos para los indicadores. La categoría ** es bastante diferente de las dos últimas categorías debido a su uso especial. Además, debido a la particularidad del uso, los equipos de aviación y marinos tienen los mismos requisitos elevados que los equipos militares, y existen estándares y especificaciones generales internacionales. Basado en las condiciones de uso de las fuentes de alimentación reguladas por CA que se venden en el mercado, este artículo se centra en las dos últimas categorías.
En vista de la creciente atención a los problemas de EMC en la sociedad, que involucra a muchas profesiones y productos, IEC ha tratado los requisitos de EMC como el estándar básico de IEC. Este es el último estándar de la serie IEC61000. Esta norma ha sido considerada internacionalmente como una norma general con la misma importancia que la norma nacional. Uno de ellos, IEC61000-4 "Tecnología de prueba", es el estándar básico para guiar las pruebas de EMC. Dado que la tecnología EMC es una nueva tecnología compleja, multidisciplinaria y en constante evolución, los elementos de prueba, los requisitos y los métodos relevantes de EMC también se revisan y mejoran constantemente. Por lo tanto, muchos artículos en IEC61000-4 aún no se han publicado oficialmente y todavía están en forma de borrador. Para facilitar a los lectores la comprensión de este aspecto del conocimiento, presentaremos los proyectos que involucran fuentes de alimentación reguladas por CA y nos centraremos en los proyectos IEC adoptados por las normas nacionales pertinentes.
