Cómo llevar a cabo el diseño EMC de una fuente de alimentación regulada por CA
El rendimiento de EMC es un requisito de índice importante de la fuente de alimentación regulada por CA. Con base en los requisitos para el valor de uso de la fuente de alimentación regulada por CA, su rendimiento EMC no solo debe cumplir con el índice de inmunidad de un nivel de severidad más alto y el límite de interferencia electromagnética calificado, sino que, lo que es más importante, debe ser para su carga (sensible a EMI). equipo electrónico) para proporcionar suficiente margen de seguridad EMC. En este documento, junto con los requisitos de rendimiento de EMC del producto, se explican en detalle los requisitos y métodos de prueba relevantes, y se presentan opiniones personales.
1 Conceptos básicos
La compatibilidad electromagnética (ElectromagneTIcCompaTIbility, denominada EMC) es un importante índice de calidad de 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 EMC relevantes de IEC continuarán actualizándose de versiones preliminares o antiguas a versiones oficiales, y los estándares EMC nacionales relevantes también se actualizarán y publicarán continuamente, y la última versión prevalecerá para EMC relevante. pruebas
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 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 corriente de fuga en el estándar de seguridad; 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.
Elementos de prueba y requisitos de EMC
Los requisitos de prueba de EMC se dividen en 3 categorías según el uso del producto: uso militar, uso en entornos industriales y comerciales, y 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 militar 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 famoso estándar de la serie IEC61000. Esta norma ha sido considerada internacionalmente como una norma común con la misma importancia que la norma de seguridad. 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 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.
Condiciones y métodos de prueba de EMC
Las pruebas dependen de tres factores: métodos, técnicas y equipo. El método está determinado tanto por el principio de medición como por el uso del equipo de prueba. La tecnología son todos los métodos de prueba adoptados para obtener los resultados de prueba correctos (mayor precisión), y el equipo es todo lo que refleja los dos factores anteriores para servir a la prueba. dispositivo técnico. Todos estos deben estar estandarizados para garantizar la reproducibilidad y autenticidad de las pruebas.
Las condiciones de prueba de EMC están determinadas por el método de prueba. Los métodos de ensayo específicos se dividen en el método de banco de ensayo realizado en condiciones de laboratorio y el método de campo realizado en condiciones de uso real. Es imposible simular todos los fenómenos de interferencia que pueden encontrarse en el campo, especialmente el método de campo tiene limitaciones insuperables. Sin embargo, a través de pruebas estandarizadas, la información sobre el rendimiento de EMC del dispositivo bajo prueba se puede obtener de manera más completa. Por esta razón, la recomendación internacional es adoptar primero el método de banco de pruebas, a menos que no se pueda realizar en el laboratorio, generalmente no se utiliza el método de campo.
El principal método de prueba de inmunidad es seleccionar el nivel de severidad apropiado de acuerdo con las condiciones ambientales electromagnéticas del equipo, combinado con las medidas tomadas por el usuario para el equipo, probar de acuerdo con los métodos de prueba relevantes y, finalmente, evaluar la prueba. resultados de acuerdo a las condiciones de juicio calificadas propuestas por los estándares de producto Elegibilidad. Esta es la principal diferencia entre la prueba de inmunidad y otras pruebas.
La fuente de perturbación electromagnética en el entorno electromagnético, el método de acoplamiento de la fuente de perturbación electromagnética al equipo, la sensibilidad del equipo a la perturbación electromagnética y las medidas de protección del usuario en el lugar de trabajo están directamente relacionados con el nivel de gravedad. Es decir, el entorno de uso determina la forma de interferencia y las condiciones de protección de la instalación determinan el nivel de gravedad de la interferencia. GB/T13926.4 estipula específicamente las condiciones ambientales eléctricas bajo la operación del equipo correspondiente al nivel de severidad en el ambiente electromagnético:
Nivel 1, con un ambiente bien protegido, como una sala de cómputo;
Nivel 2, entornos protegidos como salas de control o terminales de fábricas y centrales eléctricas;
Nivel 3, entorno industrial típico, como dispositivos de procesos industriales, salas de relés de centrales eléctricas y subestaciones de alto voltaje al aire libre;
Nivel 4, entornos industriales duros, como centrales eléctricas, equipos de procesos industriales sin medidas especiales de instalación, áreas al aire libre, etc.
En IEC801-5, la fuente de la sobretensión es el transitorio de conmutación de potencia o el transitorio de rayo del rayo indirecto, y las condiciones de instalación y las instalaciones de protección del equipo se clasifican de la siguiente manera (aplicable a la sobretensión):
Clase 0: entorno eléctrico bien protegido con protección contra sobretensiones primaria y secundaria, generalmente en una habitación especial, y la sobretensión no excederá los 25 V;
Categoría 1: entorno eléctrico con protección local y protección primaria contra sobretensiones, y la sobretensión no supera los 500 V;
Tipo 2: la línea de alimentación está separada de otras líneas, el entorno eléctrico tiene un buen aislamiento del cable y la sobretensión no supera los 1 kV;
Categoría 3: El entorno eléctrico donde los cables de alimentación y los cables de señal se colocan en paralelo, y la sobretensión no supera los 2 kV;
Categoría 4: La línea de interconexión se tiende a lo largo del cable de alimentación ya que está al aire libre, y el ambiente eléctrico donde el circuito electrónico y el circuito eléctrico utilizan cables, la sobretensión no supera los 4kV;
Categoría 5: El entorno eléctrico donde los dispositivos electrónicos están conectados a cables de telecomunicaciones y líneas eléctricas aéreas en áreas no pobladas.
No hay prueba de sobretensión para la categoría 0. Los productos de fuente de alimentación general se encuentran en un entorno eléctrico de Clase 1 o Clase 2, y el nivel de gravedad se puede seleccionar como Clase 1 o Clase 2.
