Kuidas teostada vahelduvvoolu reguleeritud toiteallika EMC projekteerimist
EMC jõudlus on vahelduvvoolu reguleeritud toiteallika oluline indeksnõue. Lähtudes vahelduvvoolu reguleeritud toiteallika kasutusväärtuse nõuetest, ei peaks selle elektromagnetiline ühilduvus vastama mitte ainult kõrgema raskusastme häirekindlusindeksile ja kvalifitseeritud elektromagnetiliste häirete piirmäärale, vaid mis veelgi olulisem, see peaks olema koormuse suhtes (tundlik EMI). elektroonikaseadmed), et tagada piisav EMC ohutusvaru. Selles artiklis koos toote elektromagnetilise ühilduvuse nõuetega selgitatakse üksikasjalikult asjakohaseid nõudeid ja katsemeetodeid ning esitatakse isiklikud arvamused.
1 Põhimõisted
Elektromagnetiline ühilduvus (Electromagnetic CompaTIbility, viidatud kui EMC) on elektri- ja elektroonikatoodete oluline kvaliteediindeks. Võib arvata, et toote kvaliteet koosneb peamiselt kahest põhikomponendist: kvaliteedinormidest ja tehnilistest näitajatest. Esimene hõlmab üldisi norme, st rahvusvahelist IEC-d, ja riigi poolt Hiinas sõnastatud põhistandardeid; viimane on toote funktsioonide reguleerimine ja selle tehnilised nõuded. Elektromagnetilise ühilduvuse ja ohutusnõuded on põhistandardid. Nüüd on EMC moodustanud põhistandarditest, ühistest standarditest, perestandarditest ja tootestandarditest tervikliku süsteemi. Lisaks on selleks rahvusvaheliselt spetsiaalsed õigusaktid. Näiteks on Euroopa Liidus sõnastatud määrused, mis näevad ette, et alates 1. jaanuarist 1996 peavad elektri- ja elektroonikatooted omandama madalpinge juhtimise (LV direktiiv) ja elektromagnetilise ühilduvuse juhtimise (EMC direktiiv) kvalifikatsioonisertifikaadi, enne kui neid saab Eestis müüa. turule. Aastate jooksul on Hiinas ametlikult välja antud uued EMC standardid. Siiski tuleb märkida, et IEC asjakohaseid EMC-standardeid uuendatakse jätkuvalt mustanditest või vanadest versioonidest ametlikeks versioonideks, samuti ajakohastatakse ja avaldatakse pidevalt asjakohaseid riiklikke EMC-standardeid ning asjakohaste EMC-de jaoks on ülimuslik uusim versioon. testid.
Niinimetatud elektromagnetiline ühilduvus on GB/T4365-1996 "Elektromagnetilise ühilduvuse terminoloogias" defineeritud kui: seadme või süsteemi võime normaalselt töötada oma elektromagnetilises keskkonnas, põhjustamata mis tahes keskkonnas vastuvõetamatuid elektromagnetilisi häireid. See määratlus võtab kokku kolm aspekti. Esiteks elektromagnetiliste häirete piiratus. Elektromagnetilised häired on üldlevinud, kuid neid saab piirata kvaliteedistandarditega ja nende kahjulikkust tehniliste vahenditega. See tähendab, et elektromagnetilise keskkonna kvalifitseerimise tagamiseks tuleks tootele kehtestada väljastatavate elektromagnetiliste häirete intensiivsuse piirväärtus. Teiseks elektromagnetiliste häirete häirekindlus. See tähendab, et toode peaks suutma normaalselt töötada elektromagnetilises keskkonnas kindlaksmääratud elektromagnetiliste häirete intensiivsusega, ilma et see vähendaks selle jõudlusindeksit. Kolmandaks elektromagnetilise keskkonna standardimine ja ühilduvus. See tähendab, et elektromagnetiliste häirete vastaste meetmete võtmine ei saa halvendada enda ega teiste toodete või süsteemide jõudlust samas elektromagnetilises keskkonnas ning see saab eksisteerida ainult sõbralikult "rahumeelsel" viisil. Näiteks juhtivuse häirete vähendamiseks ühendatakse seadme toitefaasiliini ja maandusliini vahele paralleelselt kondensaator. Seadmete puhul peab kondensaatori võimsus vastama ohutusstandardis lekkevoolu piirväärtusnõuetele; süsteemi jaoks tuleb vältida, et see muutuks süsteemi häirete ühendusallikaks ja mõjutaks süsteemi tööd. Seetõttu peaks toote elektromagnetilise ühilduvuse test hõlmama kahte aspekti: (1) Testige elektromagnetiliste häirete intensiivsust, mida see välismaailma saadab, et kontrollida, kas see vastab asjakohastes standardites sätestatud piirväärtuse nõuetele.
EMC testielemendid ja nõuded
Elektromagnetilise ühilduvuse testimise nõuded jagunevad toote kasutuse järgi kolme kategooriasse: nimelt sõjaliseks kasutamiseks, tööstuslikuks ja kaubanduslikuks keskkonnaks ning tsiviil- ja elukeskkonnaks kasutamiseks. Kahe viimase testielemendid, nõuded ja meetodid on suhteliselt järjepidevad ning erinevus seisneb näitajate nõuetes. Sõjaline kategooria erineb kahest viimasest kategooriast oma erilise kasutuse tõttu. Lisaks on kasutuse eripära tõttu lennu- ja merevarustusele sama kõrged nõuded kui sõjalisele varustusele ning kehtivad rahvusvahelised üldstandardid ja spetsifikatsioonid. Tuginedes turul müüdavate vahelduvvoolu reguleeritud toiteallikate kasutustingimustele, keskendub käesolev artikkel kahele viimasele kategooriale.
Pidades silmas ühiskonnas üha suuremat tähelepanu EMC-probleemidele, mis hõlmab paljusid elukutseid ja tooteid, on IEC käsitlenud EMC nõudeid IEC põhistandardina. See on kuulus IEC61000 seeria standard. Seda standardit on rahvusvaheliselt peetud ühiseks standardiks, millel on sama tähtsus kui ohutusstandardil. Üks neist, IEC61000-4 "Testimistehnoloogia", on EMC-testide juhtimise põhistandard. Kuna EMC-tehnoloogia on keeruline, multidistsiplinaarne ja pidevalt arenev uus tehnoloogia, vaadatakse ja täiustatakse pidevalt ka asjakohaseid EMC-testielemente, nõudeid ja meetodeid. Seetõttu ei ole paljud IEC-s{3}} olevad üksused veel ametlikult välja antud ja on endiselt mustandi kujul. Et lugejatel oleks lihtsam neid teadmisi mõista, tutvustame vahelduvvoolu reguleeritud toiteallikaid hõlmavaid projekte ning keskendume asjakohaste riiklike standarditega vastu võetud IEC projektidele.
EMC testimise tingimused ja meetodid
Testimine sõltub kolmest tegurist: meetodid, tehnikad ja seadmed. Meetodi määrab nii mõõtmispõhimõte kui ka katseseadmete kasutamine. Tehnoloogia hõlmab kõiki õigete testitulemuste (kõrgema täpsuse) saamiseks kasutusele võetud testimismeetodeid ja seadmed on kõik, mis peegeldavad ülaltoodud kahte tegurit testi läbiviimiseks. tehniline seade. Need kõik peavad olema standarditud, et tagada testide reprodutseeritavus ja autentsus.
EMC katsetingimused määratakse katsemeetodiga. Spetsiifilised katsemeetodid jagunevad laboritingimustes läbiviidavaks katsestendimeetodiks ja tegelikes kasutustingimustes läbiviidud välimeetodiks. Kõiki häirenähtusi, mida välitingimustes võib kohata, on võimatu simuleerida, eriti välimeetodil on ületamatud piirangud. Kuid standardiseeritud testimise kaudu saab teavet testitava seadme elektromagnetilise ühilduvuse kohta põhjalikumalt. Sel põhjusel on rahvusvaheline soovitus võtta esmalt kasutusele katsestendi meetod, välja arvatud juhul, kui seda ei ole võimalik laboris läbi viia, välimeetodit üldjuhul ei kasutata.
Peamine häirekindluse testimise meetod on sobiva raskusastme valimine vastavalt seadme elektromagnetilise keskkonna tingimustele koos kasutaja poolt seadme jaoks võetud meetmetega, testimine asjakohaste katsemeetodite järgi ja lõpuks testi hindamine. tulemused vastavalt tootestandardites pakutud kvalifitseeritud hinnangutingimustele. See on peamine erinevus immuunsustesti ja muude testide vahel.
Elektromagnetiliste häirete allikas elektromagnetilises keskkonnas, elektromagnetiliste häirete allika seadmega ühendamise meetod, seadme tundlikkus elektromagnetiliste häirete suhtes ja kasutaja kaitsemeetmed töökohal on otseselt seotud raskusastmega. See tähendab, et kasutuskeskkond määrab häirete vormi ja paigalduskaitse tingimused määravad häirete raskusastme. GB/T13926.4 sätestab konkreetselt elektromagnetilise keskkonna raskusastmele vastavate seadmete töötamise elektrikeskkonna tingimused:
1. tase, hästi kaitstud keskkonnaga, näiteks arvutiruumiga;
2. tase, kaitstud keskkonnad, näiteks tehaste ja elektrijaamade juhtimisruumid või terminaliruumid;
3. tase, tüüpiline tööstuskeskkond, nagu tööstuslikud protsessiseadmed, elektrijaamade releeruumid ja vabaõhu kõrgepingealajaamad;
Tase 4, karmid tööstuskeskkonnad, nagu elektrijaamad, tööstuslikud protsessiseadmed ilma spetsiaalsete paigaldusmeetmeteta, välialad jne.
Standardis IEC801-5 on liigpinge allikaks toitelülitustransient või kaudse pikselöögi äikesetransient ning seadmete paigaldustingimused ja kaitserajatised on klassifitseeritud järgmiselt (kehtib liigpinge puhul):
Klass 0: hästi kaitstud elektrikeskkond primaarse ja sekundaarse ülepingekaitsega, tavaliselt spetsiaalses ruumis ja liigpinge ei ületa 25 V;
1. kategooria: lokaalse kaitse ja primaarse liigpingekaitsega elektrikeskkond ning liigpinge ei ületa 500 V;
Tüüp 2: elektriliin on teistest liinidest eraldatud, elektrikeskkond hea kaabliisolatsiooniga ja liigpinge ei ületa 1 kV;
3. kategooria: elektrikeskkond, kus toite- ja signaalikaablid on paigutatud paralleelselt ning liigpinge ei ületa 2 kV;
4. kategooria: Ühendusliin rajatakse piki toitekaablit, kuna see on välistingimustes, ja elektrikeskkonda, kus elektroonikaahel ja elektriahel kasutavad kaableid, ei ületa liigpinge 4 kV;
5. kategooria: elektrikeskkond, kus elektroonikaseadmed on ühendatud telekommunikatsioonikaablite ja elektriõhuliinidega mitteasustusega piirkondades.
Kategooria 0 jaoks pole pingetesti. Üldised toiteallikatooted on 1. või 2. klassi elektrikeskkonnas ja raskusastmeks saab valida 1. või 2. klassi.
