Elektromagnetische Verträglichkeitsanforderungen und Testmethoden für AC-stabilisierte Stromversorgungen
1 Grundkonzepte
Die elektromagnetische Verträglichkeit ist ein wichtiger Qualitätsindex für elektrische und elektronische Produkte. Man kann davon ausgehen, dass die Produktqualität hauptsächlich aus zwei Hauptinhalten besteht: Qualitätsnormen und technischen Indikatoren. Ersteres betrifft allgemeine Normen, also die internationale IEC, und die vom Land in China formulierten Grundnormen; Letzteres ist die Regelung der Produktfunktionen und ihrer technischen Anforderungen. Elektromagnetische Verträglichkeit und Sicherheitsanforderungen sind grundlegende Standards. Jetzt hat EMC ein vollständiges System aus Basisstandards, gemeinsamen Standards, Familienstandards und Produktstandards zusammengestellt. Darüber hinaus gibt es international spezielle Gesetze zu diesem Zweck. Beispielsweise hat die Europäische Union Vorschriften erlassen, die vorschreiben, dass elektrische und elektronische Produkte ab dem 1. Januar 1996 die Qualifikationszertifizierung für das Niederspannungsmanagement (Niederspannungsrichtlinie) und das Management der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV-Richtlinie) erhalten müssen, bevor sie verkauft werden dürfen der Markt. Im Laufe der Jahre wurden in China offiziell neue EMV-Standards veröffentlicht. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die relevanten IEC-EMV-Standards weiterhin von Entwürfen oder alten Versionen auf offizielle Versionen aktualisiert werden und auch relevante nationale EMV-Standards kontinuierlich aktualisiert und veröffentlicht werden und die neueste Version für relevante EMV-Tests maßgebend ist .
Die sogenannte EMV wird im GB/T4365-1996 „Terminologie zur elektromagnetischen Verträglichkeit“ definiert als: die Fähigkeit eines Geräts oder Systems, in seiner elektromagnetischen Umgebung normal zu funktionieren, ohne unzulässige elektromagnetische Störungen an irgendetwas in der Umgebung zu verursachen. Diese Definition fasst drei Aspekte zusammen. Erstens die Begrenzbarkeit elektromagnetischer Störungen. Elektromagnetische Störungen sind allgegenwärtig, können jedoch durch Qualitätsstandards eingeschränkt und ihre Schädlichkeit durch technische Maßnahmen begrenzt werden. Dies bedeutet, dass der Grenzwert der Intensität der ausgesendeten elektromagnetischen Störungen für das Produkt festgelegt werden sollte, um sicherzustellen, dass die elektromagnetische Umgebung qualifiziert ist. Zweitens die Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen. Dies bedeutet, dass das Produkt in der elektromagnetischen Umgebung mit der angegebenen elektromagnetischen Störintensität normal funktionieren sollte, ohne seinen Leistungsindex zu verringern. Drittens die Standardisierung und Kompatibilität der elektromagnetischen Umgebung. Das heißt, dass das Ergreifen von Maßnahmen gegen elektromagnetische Störungen nicht die Leistung von sich selbst oder anderen Produkten oder Systemen in derselben elektromagnetischen Umgebung beeinträchtigen kann und nur auf freundliche „friedliche“ Weise koexistieren kann. Um beispielsweise Leitungsstörungen zu reduzieren, wird ein Kondensator parallel zwischen der Phasenleitung der Gerätestromversorgung und der Erdungsleitung geschaltet. Für die Ausrüstung muss die Kapazität des Kondensators den Grenzwertanforderungen der nationalen Norm für Leckstrom entsprechen; Für das System muss verhindert werden, dass es zu einer Kopplungsquelle für Systemstörungen wird und die Systemarbeit beeinträchtigt. Daher sollte die EMV-Prüfung des Produkts zwei Aspekte umfassen:
(1) Testen Sie die elektromagnetische Störintensität, die es an die Außenwelt sendet, um zu bestätigen, ob es die in den relevanten Normen festgelegten Grenzwertanforderungen erfüllt;
(2) Führen Sie einen Empfindlichkeitstest unter den elektromagnetischen Umgebungsbedingungen der angegebenen elektromagnetischen Störungsintensität durch, um zu bestätigen, ob die in den relevanten Normen festgelegten Immunitätsanforderungen erfüllt sind.
Bei diesen beiden Aspekten handelt es sich im EMV-Testprojekt um elektromagnetische Störungen bzw. elektromagnetische Störungen und um die Immunität gegenüber Störungen. In letzterem Fall wurde häufig der Begriff „Suszeptibilität“ verwendet. Das Auftreten elektromagnetischer Störungen hängt von der Stärke der Störquelle, der Einkoppelmethode der Störung und der Empfindlichkeit des Geräts gegenüber der Störung ab. Daher sind die Leistungsanforderungen und Prüfmethoden für EMV in den relevanten Normen nicht nur nach unterschiedlichen Eigenschaften und Typen in verschiedene Punkte unterteilt, sondern auch nach den unterschiedlichen Übertragungsmethoden elektromagnetischer Störungen in zwei Kategorien unterteilt: leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen Interferenz. Ersteres erfasst hauptsächlich die Intensität und den Frequenzbereich von Netzfrequenz-Leistungsharmonischen und Hochfrequenzrauschen, die das zu prüfende Gerät über die Stromleitung oder Signalleitung nach außen leitet, was zu den Nahfeld- und Induktionsfeldeffekten elektromagnetischer Störungen gehört. Letzteres erfasst die Intensität und den Frequenzbereich des direkt vom Prüfling abgestrahlten Hochfrequenzrauschens, das hauptsächlich auf die Fernfeldwirkung elektromagnetischer Störungen abzielt. Es ist erwähnenswert, dass die internationale Gemeinschaft in den letzten Jahren den beiden Aspekten der harmonischen Störungen der Stromversorgung und den Anforderungen an die Geräteimmunität besondere Aufmerksamkeit gewidmet hat. Ersteres betrifft die Umweltschutzanforderungen öffentlicher Stromnetze. Letzteres dient dazu, die Zuverlässigkeit des Geräts oder Systems sicherzustellen. Aus diesem Grund trennen viele Normen auch ausdrücklich die Anforderungen an den Oberschwingungsstromgehalt und die Störfestigkeit der Stromversorgung als zwei wichtige technische Anforderungen aus dem EMV-Projekt und trennen sie als separate Punkte. Es muss darauf hingewiesen werden, dass es in der Informationsgesellschaft oft schwierig ist, den Verlust, der durch den abnormalen Betrieb von Geräten der Informationstechnologie verursacht wird, in Währungen zu beziffern. Unter der realistischen Annahme, dass es unmöglich ist, elektromagnetische Störungen vollständig zu vermeiden, ist es besonders wichtig, die Immunität von Produkten unter den angegebenen elektromagnetischen Umgebungsbedingungen zu verbessern.
Konkret wird zusätzlich zur Bestätigung, ob die EMV-Leistung des Produkts den Anforderungen der nationalen und Industriestandards entspricht, die Routineprüfung bestimmter EMV-Elemente durch den Hersteller durchgeführt (gemäß in- und ausländischen Literaturberichten gibt es kein ernsthaftes EMV-Design und keine gründlichen Tests). durchgeführt wurde und ausreichend ist (Es ist schwierig, den EMV-Test zu bestehen), und es kann auch das Ausmaß des Einflusses externer elektromagnetischer Störungen auf das Produkt und die Wirksamkeit damit verbundener Unterdrückungsmaßnahmen bewerten und die spezifischen Gründe (Quellen und Aktionspfade) herausfinden ) des durch die EMV-Prüfung beschädigten Produkts, um entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. messen. Daher ist die Durchführung von EMV-Tests in der Anfangsphase des Produktdesigns und der Fertigstellung eine unverzichtbare Aufgabe für die Vermarktung von Produkten. Aus einer anderen Perspektive ist das Verständnis der EMV-Leistung von Produkten ein wichtiger Faktor für die Wareninspektion und die Benutzerfreigabe von Produkten. All dies erfordert ein Verständnis der EMV-Leistungsanforderungen und Testkenntnisse.
Die EMV-Prüfung von Stromversorgungsprodukten stellt spezifische Anforderungen, die durch die Funktionen dieses Produkttyps bestimmt werden. Erstens dient das Stromversorgungsprodukt als Stromschnittstelle zwischen der Stromversorgung (im Allgemeinen dem Stromnetz) und der von ihr versorgten Last (in der Regel informationstechnische Geräte, die empfindlich auf elektromagnetische Störungen reagieren). Seine Grundfunktion besteht darin, sicherzustellen, dass die angeschlossene Last nicht vom Leistungsfaktor beeinflusst wird. Fehlfunktionen oder Schäden aufgrund von Einfluss. Daher sind die EMV-Anforderungen an Stromversorgungsprodukte naturgemäß höher als bei anderen Produkten. Das typischste Beispiel hierfür ist, dass der EMV-Standard von Stromversorgungsprodukten erfordert, dass der Eingangsquellenanschluss und der Ausgangslastanschluss der Stromversorgungsprodukte jeweils auf leitungsgebundene Störungen getestet werden. Wenn das Stromversorgungsprodukt außerdem ein unverzichtbarer Bestandteil des Systembetriebs ist (z. B. eine USV) und das Produkt als allgemeines Produkt verkauft wird, kann das Produkt einer zweiten EMV-Prüfung unterzogen werden. Beim ersten Mal werden die in den produkteigenen Normen festgelegten EMV-Leistungsmerkmale getestet. Das zweite Mal besteht darin, einen systematischen EMV-Test durchzuführen, der auf Benutzermeinungen und dem System basiert, zu dem er gehört.
Eine Vielzahl von Studien hat gezeigt, dass die elektromagnetische Störung aus dem Stromnetz die wichtigste und schlimmste Art elektromagnetischer Störungen ist. Solange diese Art von Störung behoben werden kann, ist das Immunitätsproblem grundsätzlich gelöst. Daher sagen manche Leute, dass die technischen Merkmale der heutigen Informationsgesellschaft „eine Maschine, drei Teile“ sind, also Computer und Hardware, Software und elektrische Komponenten. Auf diese Weise sollte das AC-stabilisierte Netzteil als Stromschnittstelle zwischen dem Stromnetz und elektronischen Geräten, insbesondere Geräten der Informationstechnologie, über eine wirksame Netzfilterfunktion verfügen und zumindest eine erhebliche Dämpfungs- und Unterdrückungswirkung auf elektromagnetische Störungen haben. Dies sollte als eine wesentliche Funktion der Wechselstromversorgung angesehen werden. Natürlich sollte ein AC-stabilisiertes Netzteil mit Anti-Interferenz-Funktion nicht nur seine Anti-Interferenz-Leistung verbessern, sondern auch die EMV-Leistung elektronischer Produkte aufweisen, die an seinen Ausgang angeschlossen sind und empfindlich auf elektromagnetische Störungen reagieren, um dies zu erreichen Höhere EMV* * Marge, dies ist eine wichtige Funktionsanforderung an das störungsfreie AC-geregelte Netzteil mit der Funktion der Reinigung von Störgeräuschen. Dies ist eine der Grundlagen für die Erstellung von SJ/T10541-94 „Allgemeine technische Bedingungen für störungsfreie AC-stabilisierte Stromversorgung“.
Andererseits haben sich einige EMV-ähnliche Anforderungen in den Leistungsindikatoren von Stromversorgungsprodukten niedergeschlagen. Zum Beispiel der Quellenspannungseffekt der AC-geregelten Stromversorgung und die gesamten Anforderungen an den relativen Oberwellengehalt der Ausgangsspannung. Darüber hinaus haben einige EMV-Elemente, die nur empfindlich auf elektronische Geräte mit schwachem Strom reagieren, wie z. B. Störungen durch magnetische Felder gegen die Netzfrequenz, elektrostatische Entladungen, Störungen durch abgestrahlte elektromagnetische Felder usw., möglicherweise nur geringe Auswirkungen auf elektrische Geräte mit hoher Leistung werden in den SJ/T10541-94-Testelementen nicht als notwendig aufgeführt. Daher unterscheiden sich die EMV-Anforderungen für AC-geregelte Netzteile von denen anderer elektrischer und elektronischer Produkte.
2 EMV-Prüfpunkte und Anforderungen
Die EMV-Testanforderungen sind je nach Produktverwendung in drei Kategorien unterteilt: Kategorie **, Nutzungskategorie für industrielle und gewerbliche Umgebungen und Nutzungskategorie für zivile und private Umgebungen. Die Testelemente, Anforderungen und Methoden der beiden letztgenannten sind relativ konsistent, und der Unterschied liegt in den Anforderungen an die Indikatoren. Die **-Kategorie unterscheidet sich aufgrund ihrer besonderen Verwendung deutlich von den beiden letztgenannten Kategorien. Darüber hinaus gelten für Luftfahrt- und Schiffsausrüstung aufgrund der Besonderheiten der Verwendung die gleichen hohen Anforderungen wie für militärische Ausrüstung, und es gibt internationale allgemeine Standards und Spezifikationen. Basierend auf den Nutzungsbedingungen der auf dem Markt erhältlichen AC-geregelten Netzteile konzentriert sich dieser Artikel auf die beiden letztgenannten Kategorien.
Angesichts der zunehmenden Aufmerksamkeit für EMV-Themen in der Gesellschaft, die viele Berufe und Produkte betrifft, hat die IEC die EMV-Anforderungen als grundlegende Norm der IEC behandelt. Dies sind die neuesten Standards der IEC61000-Serie. Diese Norm gilt international als allgemeine Norm mit der gleichen Bedeutung wie die nationale Norm. Einer davon, IEC61000-4 „Testing Technology“, ist der grundlegende Standard für die Anleitung von EMV-Tests. Da es sich bei der EMV-Technologie um eine komplexe, multidisziplinäre und sich ständig weiterentwickelnde neue Technologie handelt, werden auch die relevanten EMV-Prüfgegenstände, Anforderungen und Methoden ständig überarbeitet und verbessert. Daher wurden viele Elemente in IEC61000-4 noch nicht offiziell veröffentlicht und befinden sich noch in Entwurfsform. Um den Lesern das Verständnis dieses Wissensaspekts zu erleichtern, stellen wir die Projekte vor, die AC-geregelte Stromversorgungen betreffen, und konzentrieren uns auf die IEC-Projekte, die von relevanten nationalen Normen übernommen wurden.
