Требования к электромагнитной совместимости и методы испытаний стабилизированного источника питания переменного тока
1 Основные понятия
Электромагнитная совместимость является важным показателем качества электрических и электронных изделий. Можно считать, что качество продукции в основном складывается из двух основных содержаний: нормы качества и технические показатели. Первый включает в себя общие нормы, то есть международный IEC, и основные стандарты, сформулированные страной в Китае; последнее - регламентация функций продукта и его технических требований. Электромагнитная совместимость и требования безопасности являются основными стандартами. Теперь EMC сформировала полную систему из базовых стандартов, общих стандартов, семейных стандартов и стандартов на продукты. Кроме того, на международном уровне существует специальное законодательство для этой цели. Например, в Европейском Союзе были сформулированы правила, предусматривающие, что с 1 января 1996 года электрические и электронные изделия должны пройти квалификационную сертификацию по управлению низким напряжением (Директива по низковольтному оборудованию) и управлению по электромагнитной совместимости (Директива по ЭМС), прежде чем их можно будет продавать в магазин. За прошедшие годы в Китае были официально выпущены новые стандарты ЭМС. Тем не менее, следует отметить, что соответствующие стандарты ЭМС МЭК будут продолжать обновляться с черновых или старых версий до официальных версий, а соответствующие национальные стандарты ЭМС также будут постоянно обновляться и выпускаться, и последняя версия будет иметь преимущественную силу для соответствующих испытаний на ЭМС. .
Так называемая ЭМС определяется в GB/T4365-1996 «Терминология электромагнитной совместимости» как способность устройства или системы нормально работать в своей электромагнитной среде, не вызывая неприемлемых электромагнитных помех чему-либо в окружающей среде. Это определение суммирует три аспекта. Во-первых, ограниченность электромагнитных помех. Электромагнитные помехи распространены повсеместно, но они могут быть ограничены стандартами качества, а их вредность может быть ограничена техническими средствами. Это означает, что предельное значение интенсивности излучаемых электромагнитных помех должно быть предусмотрено для продукта, чтобы обеспечить квалификацию электромагнитной среды. Во-вторых, невосприимчивость к электромагнитным помехам. Это означает, что изделие должно нормально работать в электромагнитной среде с заданной интенсивностью электромагнитных помех без снижения его эксплуатационных характеристик. В-третьих, стандартизация и совместимость электромагнитной среды. Другими словами, принятие каких-либо мер против электромагнитных помех не может ухудшить работу самих себя или других продуктов или систем в той же электромагнитной среде и может сосуществовать только дружественным «мирным» образом. Например, для уменьшения кондуктивных помех конденсатор подключается параллельно между фазной линией питания оборудования и линией заземления. Для оборудования емкость конденсатора должна соответствовать требованиям предельного значения национального стандарта для тока утечки; для системы необходимо предотвратить его превращение в источник системных помех и влияние на работу системы. Поэтому испытание изделия на ЭМС должно включать два аспекта:
(1) Проверить интенсивность электромагнитных помех, которые он отправляет во внешний мир, чтобы подтвердить, соответствует ли он требованиям к предельным значениям, предусмотренным в соответствующих стандартах;
(2) Проведите тест на чувствительность в условиях электромагнитной среды с указанной интенсивностью электромагнитных помех, чтобы подтвердить, соответствует ли она требованиям помехоустойчивости, предусмотренным в соответствующих стандартах.
Этими двумя аспектами являются, соответственно, электромагнитные помехи или электромагнитные помехи и устойчивость к помехам в испытательном проекте ЭМС; термин Восприимчивость обычно использовался в последнем случае. Возникновение электромагнитных помех зависит от силы источника помех, метода связи помех и чувствительности оборудования к помехам. Таким образом, требования к производительности и методы испытаний на ЭМС в соответствующих стандартах не только разделены на разные элементы в соответствии с различными свойствами и типами, но также разделены на две категории в соответствии с различными методами передачи электромагнитных помех: а именно, кондуктивные помехи и излучаемые помехи. вмешательство. Первый в основном определяет интенсивность и частотный диапазон гармоник мощности промышленной частоты и высокочастотного шума, который испытуемое оборудование проводит наружу через линию электропередачи или сигнальную линию, что относится к эффектам ближнего поля и индукционного поля электромагнитных помех. Последний определяет интенсивность и частотный диапазон радиочастотного шума, непосредственно излучаемого тестируемым устройством, который в основном направлен на влияние электромагнитных помех в дальней зоне. Стоит отметить, что в последние годы международное сообщество уделяло особое внимание двум аспектам гармонических помех в электроснабжении и требованиям к помехоустойчивости оборудования. Первый связан с требованиями защиты окружающей среды от электрических сетей общего пользования. Последнее заключается в обеспечении надежности оборудования или системы. По этой причине во многих стандартах также специально выделяются требования к содержанию гармонического тока и помехоустойчивости источника питания как два основных технических требования из проекта ЭМС и выделяют их как отдельные пункты. Следует отметить, что для информационного общества убытки, вызванные нештатной работой оборудования информационных технологий, часто трудно измерить в денежном эквиваленте. В реальных условиях, когда невозможно полностью избежать электромагнитных помех, особенно важно повысить устойчивость изделий к заданным условиям электромагнитной среды.
В частности, в дополнение к подтверждению того, что характеристики ЭМС продукта соответствуют требованиям национальных и отраслевых стандартов, при плановых испытаниях конкретных элементов ЭМС производителем (согласно отчетам отечественной и зарубежной литературы, никаких серьезных разработок ЭМС и тщательных испытаний не проводилось). проведена и достаточна. Испытание на электромагнитную совместимость пройти сложно), а также может оценить степень влияния внешних электромагнитных помех на изделие и эффективность сопутствующих мер подавления, выяснить конкретные причины (источники и пути действия ) продукта, поврежденного в результате испытания на электромагнитную совместимость, для принятия соответствующих мер. мера. Поэтому проведение испытаний на электромагнитную совместимость на начальном этапе проектирования и доработки продукта является обязательной задачей для выхода продукта на рынок. С другой стороны, понимание характеристик электромагнитной совместимости продуктов является важным фактором для проверки товаров и одобрения продуктов пользователями. Все это требует понимания требований к производительности ЭМС и знаний в области тестирования.
Испытание на электромагнитную совместимость продуктов питания имеет свои специфические требования, которые определяются функциями этого типа продукта. Прежде всего, источник питания используется в качестве интерфейса питания между источником питания (как правило, сетью) и нагрузкой, которую он обслуживает (обычно это оборудование информационных технологий, чувствительное к электромагнитным помехам). Его основная функция заключается в обеспечении того, чтобы на подключенную нагрузку не влиял коэффициент мощности. неисправности или повреждения из-за воздействия. Таким образом, требования ЭМС к источникам питания, естественно, выше, чем к другим продуктам. Наиболее типичным примером здесь является то, что стандарт ЭМС для продуктов питания требует, чтобы клемма входного источника и выходная клемма нагрузки продуктов источника питания были проверены на наличие кондуктивных помех соответственно. Кроме того, если источник питания является неотъемлемой частью работы системы (например, ИБП) и продается как обычный продукт, то продукт может быть подвергнут второму испытанию на электромагнитную совместимость. В первый раз необходимо проверить рабочие характеристики ЭМС, указанные в собственных стандартах продукта; во второй раз необходимо провести систематические испытания на ЭМС на основе мнений пользователей и системы, к которой она принадлежит.
Большое количество исследований показало, что электромагнитные помехи от сети являются наиболее важным и наихудшим типом электромагнитных помех. Пока этот тип помех может быть устранен, проблема помехоустойчивости будет в основном решена. Поэтому некоторые люди говорят, что техническими характеристиками современного информационного общества являются «одна машина, три части», то есть компьютер и аппаратное обеспечение, программное обеспечение и электрические компоненты. Таким образом, стабилизированный источник питания переменного тока в качестве интерфейса питания между сетью и электронным оборудованием, особенно оборудованием информационных технологий, должен иметь эффективную функцию фильтра мощности, по крайней мере, он должен иметь значительное ослабление и эффект подавления электромагнитных помех. Это следует рассматривать как важную функцию источника питания переменного тока. Естественно, для стабилизированного источника питания переменного тока с функцией защиты от помех он должен не только улучшать свои характеристики защиты от помех, но также иметь характеристики ЭМС электронных продуктов, которые подключены к его выходу и чувствительны к электромагнитным помехам, чтобы получить повышенная электромагнитная совместимость* * Запас, это основное функциональное требование помехозащищенного регулируемого источника питания переменного тока с функцией очистки от помех. Это является одним из оснований для составления ПС/Т10541-94 «Общих технических условий на помехозащищенный источник переменного тока со стабилизацией».
С другой стороны, некоторые требования, аналогичные ЭМС, нашли свое отражение в показателях производительности источников питания. Например, влияние напряжения источника регулируемого источника питания переменного тока и требования к общему относительному содержанию гармоник выходного напряжения. Кроме того, некоторые элементы ЭМС, чувствительные только к слаботочному электронному оборудованию, такие как помехи магнитного поля промышленной частоты, электростатические разряды, помехи излучаемого электромагнитного поля и т. д., могут иметь незначительное влияние на электрическое оборудование большой мощности, поэтому они не указаны как необходимые в тестовых заданиях SJ/T10541-94. Таким образом, требования по электромагнитной совместимости для регулируемых источников питания переменного тока отличаются от требований к другим электрическим и электронным изделиям.
2 Элементы и требования для испытаний на электромагнитную совместимость
Требования к испытаниям на электромагнитную совместимость разделены на 3 категории в зависимости от использования продукта: а именно, категория **, категория использования в промышленной и коммерческой среде и категория использования в гражданской и жилой среде. Тестовые задания, требования и методы последних двух относительно непротиворечивы, а разница заключается в требованиях к показателям. Категория ** сильно отличается от двух последних категорий из-за своего специального использования. Кроме того, в силу специфики использования к авиационной и морской технике предъявляются такие же высокие требования, как и к военной технике, и существуют международные общие стандарты и спецификации. Исходя из условий использования регулируемых блоков питания переменного тока, продаваемых на рынке, в этой статье основное внимание уделяется последним двум категориям.
В связи с растущим вниманием общества к вопросам ЭМС, касающимся многих профессий и продуктов, МЭК рассматривает требования ЭМС в качестве основного стандарта МЭК. Это новейшие стандарты серии IEC61000. Этот стандарт считается на международном уровне общим стандартом, имеющим такое же значение, как и национальный стандарт. Один из них, IEC61000-4 «Технология тестирования», является основным стандартом для проведения испытаний на электромагнитную совместимость. Поскольку технология ЭМС является сложной, междисциплинарной и постоянно развивающейся новой технологией, соответствующие элементы, требования и методы испытаний ЭМС также постоянно пересматриваются и совершенствуются. Поэтому многие элементы в IEC61000-4 еще официально не выпущены и все еще находятся в черновой форме. Чтобы облегчить читателям понимание этого аспекта знаний, мы представим проекты, связанные с регулируемыми источниками питания переменного тока, и сосредоточимся на проектах IEC, принятых соответствующими национальными стандартами.
