Anleitung zum EMV-Design einer AC-geregelten Stromversorgung
Die EMV-Leistung ist eine wichtige Indexanforderung an die AC-geregelte Stromversorgung. Basierend auf den Anforderungen an den Gebrauchswert des AC-geregelten Netzteils sollte dessen EMV-Leistung nicht nur den Immunitätsindex einer höheren Schwerestufe und den qualifizierten Grenzwert für elektromagnetische Störungen erfüllen, sondern, was noch wichtiger ist, es sollte für seine Last (empfindlich) sein EMI). elektronische Geräte), um einen ausreichenden EMV-Sicherheitsspielraum zu gewährleisten. In diesem Dokument werden in Verbindung mit den EMV-Leistungsanforderungen des Produkts die relevanten Anforderungen und Testmethoden ausführlich erläutert und persönliche Meinungen geäußert.
1 Grundkonzepte
Die elektromagnetische Verträglichkeit (Elektromagnetische Verträglichkeit, kurz EMV) ist ein wichtiger Qualitätsindikator 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 Niederspannungsmanagement (Niederspannungsrichtlinie) und elektromagnetisches Verträglichkeitsmanagement (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 EMV-Normen der IEC weiterhin von Entwürfen oder alten Versionen auf offizielle Versionen aktualisiert werden und auch relevante nationale EMV-Normen kontinuierlich aktualisiert und veröffentlicht werden und die neueste Version für relevante EMV maßgebend ist Tests.
Die sogenannte EMV ist in 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 Stromphasenleitung des Geräts und der Erdungsleitung geschaltet. Für die Ausrüstung muss die Kapazität des Kondensators den Grenzwertanforderungen des Leckstroms in der Sicherheitsnorm 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) Prüfung der elektromagnetischen Störintensität, die es an die Außenwelt sendet, um sicherzustellen, dass es die in den relevanten Normen festgelegten Grenzwertanforderungen erfüllt.
EMV-Prüfgegenstände und -Anforderungen
Die EMV-Testanforderungen werden je nach Produktverwendung in drei Kategorien unterteilt: militärische Verwendung, industrielle und kommerzielle Verwendung sowie zivile und private Verwendung. Die Testelemente, Anforderungen und Methoden der beiden letztgenannten sind relativ konsistent, und der Unterschied liegt in den Anforderungen an die Indikatoren. Die militärische 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 ist der berühmte Standard der IEC61000-Serie. Diese Norm gilt international als gemeinsame Norm mit der gleichen Bedeutung wie die Sicherheitsnorm. 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 Wissens 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.
Bedingungen und Methoden der EMV-Prüfung
Das Testen hängt von drei Faktoren ab: Methoden, Techniken und Ausrüstung. Die Methode wird sowohl durch das Messprinzip als auch durch den Einsatz der Prüfgeräte bestimmt. Bei der Technologie handelt es sich um alle Testmethoden, die eingesetzt werden, um korrekte Testergebnisse (höhere Genauigkeit) zu erzielen, und bei der Ausrüstung handelt es sich um alles, was die beiden oben genannten Faktoren widerspiegelt, um den Test zu ermöglichen. technisches Gerät. Diese müssen alle standardisiert sein, um die Reproduzierbarkeit und Authentizität der Tests zu gewährleisten.
Die EMV-Prüfbedingungen werden durch die Prüfmethode bestimmt. Die konkreten Prüfmethoden unterteilen sich in die unter Laborbedingungen durchgeführte Prüfstandmethode und die unter realen Einsatzbedingungen durchgeführte Feldmethode. Es ist unmöglich, alle im Feld auftretenden Interferenzphänomene zu simulieren, insbesondere weist die Feldmethode unüberwindbare Einschränkungen auf. Durch standardisierte Tests können jedoch umfassendere Informationen über das EMV-Verhalten des Prüflings gewonnen werden. Aus diesem Grund lautet die internationale Empfehlung, zunächst die Prüfstandmethode anzuwenden, sofern diese nicht im Labor durchgeführt werden kann, auf die Feldmethode wird in der Regel verzichtet.
Die Hauptmethode der Immunitätsprüfung besteht darin, den geeigneten Schweregrad entsprechend den elektromagnetischen Umgebungsbedingungen des Geräts auszuwählen, kombiniert mit den vom Benutzer für das Gerät ergriffenen Maßnahmen, die Prüfung gemäß den relevanten Prüfmethoden durchzuführen und schließlich die Prüfung auszuwerten Ergebnisse gemäß den qualifizierten Beurteilungsbedingungen, die in den Produktstandards vorgeschlagen werden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen dem Immunitätstest und anderen Tests.
Die elektromagnetische Störungsquelle in der elektromagnetischen Umgebung, die Kopplungsmethode der elektromagnetischen Störungsquelle an das Gerät, die Empfindlichkeit des Geräts gegenüber elektromagnetischen Störungen und die Schutzmaßnahmen des Benutzers am Arbeitsplatz stehen in direktem Zusammenhang mit dem Schweregrad. Das heißt, die Nutzungsumgebung bestimmt die Art der Störung und die Installationsschutzbedingungen bestimmen den Schweregrad der Störung. GB/T13926.4 legt speziell die elektrischen Umgebungsbedingungen beim Betrieb von Geräten fest, die dem Schweregrad in der elektromagnetischen Umgebung entsprechen:
Ebene 1 mit einer gut geschützten Umgebung, z. B. einem Computerraum;
Ebene 2, geschützte Umgebungen wie Kontrollräume oder Terminalräume von Fabriken und Kraftwerken;
Ebene 3, typische Industrieumgebung, wie z. B. industrielle Prozessgeräte, Relaisräume von Kraftwerken und Hochspannungs-Umspannwerke im Freien;
Level 4, raue Industrieumgebungen, wie Kraftwerke, industrielle Prozessanlagen ohne besondere Installationsmaßnahmen, Außenbereiche usw.
In IEC801-5 ist die Quelle der Überspannung die Stromschalttransiente oder die Blitztransiente des indirekten Blitzeinschlags, und die Installationsbedingungen und Schutzeinrichtungen der Geräte werden wie folgt klassifiziert (gültig für die Überspannung):
Klasse 0: Gut geschützte elektrische Umgebung mit primärem und sekundärem Überspannungsschutz, normalerweise in einem speziellen Raum, und die Überspannung wird 25 V nicht überschreiten;
Kategorie 1: elektrische Umgebung mit lokalem Schutz und primärem Überspannungsschutz, und die Überspannungsspannung überschreitet 500 V nicht;
Typ 2: Die Stromleitung ist von anderen Leitungen getrennt, die elektrische Umgebung verfügt über eine gute Kabelisolierung und die Stoßspannung überschreitet 1 kV nicht;
Kategorie 3: Die elektrische Umgebung, in der Stromkabel und Signalkabel parallel verlegt sind und die Stoßspannung 2 kV nicht überschreitet;
Kategorie 4: Die Verbindungsleitung wird entlang des Stromkabels verlegt, da sie sich im Freien befindet, und in der elektrischen Umgebung, in der der elektronische Schaltkreis und der elektrische Schaltkreis Kabel verwenden, überschreitet die Stoßspannung 4 kV nicht;
Kategorie 5: Die elektrische Umgebung, in der elektronische Geräte in nicht besiedelten Gebieten an Telekommunikationskabel und Freileitungen angeschlossen sind.
Für die Kategorie 0 gibt es keinen Überspannungstest. Allgemeine Stromversorgungsprodukte befinden sich in einer elektrischen Umgebung der Klasse 1 oder 2, und der Schweregrad kann als Klasse 1 oder Klasse 2 ausgewählt werden.
