Yêu cầu về khả năng tương thích điện từ và phương pháp thử đối với nguồn điện ổn định AC
1 Các khái niệm cơ bản
Khả năng tương thích điện từ là một chỉ số chất lượng quan trọng đối với các sản phẩm điện và điện tử. Có thể coi chất lượng sản phẩm chủ yếu bao gồm hai nội dung lớn là chỉ tiêu chất lượng và chỉ tiêu kỹ thuật. Cái trước liên quan đến các tiêu chuẩn chung, tức là IEC quốc tế và các tiêu chuẩn cơ bản do quốc gia ở Trung Quốc xây dựng; thứ hai là quy định về chức năng sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật của nó. Tương thích điện từ và yêu cầu an toàn là tiêu chuẩn cơ bản. Đến nay EMC đã hình thành một hệ thống hoàn chỉnh từ tiêu chuẩn cơ sở, tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn gia đình, tiêu chuẩn sản phẩm. Ngoài ra, có luật đặc biệt cho mục đích này quốc tế. Ví dụ: Liên minh Châu Âu đã xây dựng các quy định, quy định rằng từ ngày 1 tháng 1 năm 1996, các sản phẩm điện và điện tử phải đạt được chứng nhận đủ điều kiện về quản lý điện áp thấp (Chỉ thị LV) và quản lý tương thích điện từ (Chỉ thị EMC) trước khi chúng có thể được bán trong thị trường. Trong những năm qua, các tiêu chuẩn EMC mới đã chính thức được phát hành tại Trung Quốc. Tuy nhiên, cần chỉ ra rằng các tiêu chuẩn IEC EMC có liên quan sẽ tiếp tục được nâng cấp từ phiên bản dự thảo hoặc cũ lên phiên bản chính thức và các tiêu chuẩn EMC quốc gia có liên quan cũng sẽ liên tục được cập nhật và phát hành, và phiên bản mới nhất sẽ được áp dụng cho các thử nghiệm EMC có liên quan .
Cái gọi là EMC được định nghĩa trong GB/T4365-1996 "Thuật ngữ tương thích điện từ" là: khả năng của một thiết bị hoặc hệ thống hoạt động bình thường trong môi trường điện từ của nó mà không gây nhiễu điện từ không thể chấp nhận được cho bất kỳ thứ gì trong môi trường. Định nghĩa này tóm tắt ba khía cạnh. Đầu tiên, khả năng hạn chế của nhiễu điện từ. Rối loạn điện từ phổ biến, nhưng nó có thể bị hạn chế bởi các tiêu chuẩn chất lượng và tác hại của nó có thể được hạn chế bằng các biện pháp kỹ thuật. Điều này có nghĩa là giá trị giới hạn của cường độ nhiễu điện từ phát ra phải được quy định cho sản phẩm để đảm bảo rằng môi trường điện từ đủ tiêu chuẩn. Thứ hai, khả năng miễn dịch của nhiễu điện từ. Điều này có nghĩa là sản phẩm có thể hoạt động bình thường trong môi trường điện từ có cường độ nhiễu điện từ xác định mà không làm giảm chỉ số hoạt động của nó. Thứ ba, tiêu chuẩn hóa và khả năng tương thích của môi trường điện từ. Điều đó có nghĩa là, thực hiện bất kỳ biện pháp nào chống lại nhiễu điện từ không thể làm suy giảm hiệu suất của chính nó hoặc các sản phẩm hoặc hệ thống khác trong cùng một môi trường điện từ và chỉ có thể cùng tồn tại một cách "hòa bình" thân thiện. Ví dụ, để giảm nhiễu dẫn điện, một tụ điện được nối song song giữa dây pha của nguồn điện thiết bị và dây nối đất. Đối với thiết bị, dung lượng của tụ điện phải đáp ứng các yêu cầu về giá trị giới hạn của tiêu chuẩn quốc gia về dòng rò; đối với hệ thống, nó phải được ngăn chặn trở thành nguồn ghép nhiễu hệ thống và ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống. Do đó, thử nghiệm EMC của sản phẩm phải bao gồm hai khía cạnh:
(1) Kiểm tra cường độ nhiễu điện từ mà nó gửi ra thế giới bên ngoài để xác nhận xem nó có đáp ứng các yêu cầu về giá trị giới hạn được quy định trong các tiêu chuẩn liên quan hay không;
(2) Tiến hành kiểm tra độ nhạy trong các điều kiện môi trường điện từ có cường độ nhiễu điện từ quy định để xác nhận xem nó có đáp ứng các yêu cầu miễn nhiễm được quy định trong các tiêu chuẩn liên quan hay không.
Hai khía cạnh này tương ứng là Nhiễu điện từ hoặc Nhiễu điện từ và Miễn nhiễm với Nhiễu trong dự án thử nghiệm EMC; thuật ngữ Susceptibili-ty thường được sử dụng sau này. Sự xuất hiện của nhiễu điện từ phụ thuộc vào cường độ của nguồn nhiễu, phương pháp ghép nối của nhiễu và độ nhạy của thiết bị đối với nhiễu. Do đó, các yêu cầu về hiệu suất và phương pháp thử nghiệm đối với EMC trong các tiêu chuẩn liên quan không chỉ được chia thành các hạng mục khác nhau theo các đặc tính và loại khác nhau, mà còn được chia thành hai loại theo các phương pháp truyền nhiễu điện từ khác nhau: cụ thể là nhiễu dẫn và nhiễu bức xạ. sự can thiệp. Cái trước chủ yếu phát hiện cường độ và dải tần của sóng hài công suất tần số công suất và nhiễu tần số cao mà thiết bị được thử nghiệm phát ra bên ngoài qua đường dây điện hoặc đường tín hiệu, thuộc về hiệu ứng trường gần và trường cảm ứng của nhiễu điện từ. Cái sau phát hiện cường độ và dải tần của nhiễu tần số vô tuyến do thiết bị được thử nghiệm phát ra trực tiếp, chủ yếu nhằm vào hiệu ứng trường xa của nhiễu điện từ. Điều đáng chú ý là trong những năm gần đây, cộng đồng quốc tế đã đặc biệt chú ý đến hai khía cạnh của nhiễu sóng hài cung cấp điện và yêu cầu miễn nhiễm thiết bị. Cái trước liên quan đến các yêu cầu bảo vệ môi trường của lưới điện công cộng. Thứ hai là để đảm bảo độ tin cậy của thiết bị hoặc hệ thống. Vì lý do này, nhiều tiêu chuẩn cũng phân tách cụ thể các yêu cầu về nội dung dòng điện hài của nguồn điện và khả năng miễn nhiễm thành hai yêu cầu kỹ thuật chính từ dự án EMC và tách chúng thành các mục riêng biệt. Cần phải chỉ ra rằng đối với xã hội thông tin, tổn thất do hoạt động không bình thường của thiết bị công nghệ thông tin thường rất khó đo lường bằng tiền. Trong điều kiện thực tế không thể tránh hoàn toàn nhiễu điện từ, điều đặc biệt quan trọng là phải cải thiện khả năng miễn nhiễm của sản phẩm trong các điều kiện môi trường điện từ quy định.
Cụ thể, ngoài việc xác nhận xem hiệu suất EMC của sản phẩm có đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia và ngành hay không trong quá trình thử nghiệm định kỳ các hạng mục EMC cụ thể của nhà sản xuất (theo báo cáo tài liệu trong và ngoài nước, không có thiết kế EMC nghiêm túc và thử nghiệm kỹ lưỡng nào có đã được thực hiện và đầy đủ Rất khó để vượt qua bài kiểm tra EMC), đồng thời nó cũng có thể đánh giá mức độ ảnh hưởng của nhiễu điện từ bên ngoài đối với sản phẩm và hiệu quả của các biện pháp triệt tiêu liên quan, đồng thời tìm ra nguyên nhân cụ thể (nguồn và đường hành động ) của sản phẩm bị hư hỏng do thử nghiệm EMC để áp dụng các biện pháp tương ứng. đo lường. Vì vậy, việc tiến hành thử nghiệm EMC ở giai đoạn thiết kế ban đầu và hoàn thiện sản phẩm là một công việc không thể thiếu để sản phẩm đi vào thương mại hóa. Từ một góc độ khác, việc hiểu hiệu suất EMC của sản phẩm là một yếu tố quan trọng để kiểm tra hàng hóa và phê duyệt sản phẩm của người dùng. Tất cả những điều này đòi hỏi sự hiểu biết về các yêu cầu hiệu suất của EMC và kiến thức kiểm tra.
Thử nghiệm EMC của các sản phẩm cung cấp điện có các yêu cầu cụ thể, được xác định bởi các chức năng của loại sản phẩm này. Trước hết, sản phẩm bộ nguồn được sử dụng làm giao diện nguồn giữa nguồn điện (thường là nguồn điện lưới) và tải mà nó phục vụ (thường là thiết bị công nghệ thông tin nhạy cảm với nhiễu điện từ). Chức năng cơ bản của nó là đảm bảo rằng tải được kết nối không bị ảnh hưởng bởi hệ số công suất. trục trặc hoặc hư hỏng do ảnh hưởng. Theo cách này, các yêu cầu về EMC đối với các sản phẩm cung cấp điện đương nhiên cao hơn các sản phẩm khác. Ví dụ điển hình nhất ở đây là tiêu chuẩn EMC của các sản phẩm nguồn điện yêu cầu đầu cuối nguồn đầu vào và đầu cuối tải đầu ra của các sản phẩm nguồn điện phải được kiểm tra nhiễu dẫn tương ứng. Ngoài ra, nếu sản phẩm cung cấp điện là một phần không thể thiếu trong hoạt động của hệ thống (chẳng hạn như UPS) và sản phẩm được bán dưới dạng sản phẩm chung, thì sản phẩm có thể phải trải qua thử nghiệm EMC lần thứ hai. Lần đầu tiên là kiểm tra các đặc tính hiệu suất EMC được chỉ định trong các tiêu chuẩn riêng của sản phẩm; lần thứ hai là tiến hành kiểm tra EMC có hệ thống dựa trên ý kiến của người dùng và hệ thống mà nó thuộc về.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiễu điện từ nguồn điện là loại nhiễu điện từ quan trọng nhất và tồi tệ nhất. Miễn là loại nhiễu này có thể được giải quyết, thì vấn đề miễn dịch sẽ được giải quyết về cơ bản. Do đó, một số người nói rằng các đặc điểm kỹ thuật của xã hội thông tin ngày nay là "một máy, ba mảnh", tức là máy tính và phần cứng, phần mềm và linh kiện điện tử. Theo cách này, nguồn điện ổn định xoay chiều với tư cách là giao diện nguồn giữa nguồn điện và thiết bị điện tử, đặc biệt là thiết bị công nghệ thông tin, phải có chức năng lọc nguồn hiệu quả, ít nhất nó phải có tác dụng giảm và triệt tiêu nhiễu điện từ đáng kể. Đây nên được coi là một chức năng thiết yếu của nguồn điện xoay chiều. Đương nhiên, đối với nguồn điện ổn định AC có chức năng chống nhiễu, nó không chỉ cải thiện hiệu suất chống nhiễu mà còn phải có hiệu suất EMC của các sản phẩm điện tử được kết nối với đầu ra của nó và nhạy cảm với EMI, để có được Biên độ EMC* * lớn hơn, đây là yêu cầu chức năng chính của bộ nguồn điều chỉnh AC chống nhiễu có chức năng lọc nhiễu. Đây là một trong những cơ sở để biên soạn SJ/T10541-94 "Điều kiện kỹ thuật chung cho bộ nguồn ổn định xoay chiều chống nhiễu".
Mặt khác, một số yêu cầu tương tự như EMC đã được phản ánh trong các chỉ số hoạt động của các sản phẩm cung cấp điện. Ví dụ, hiệu ứng điện áp nguồn của nguồn điện xoay chiều được điều chỉnh và tổng yêu cầu về hàm lượng sóng hài tương đối của điện áp đầu ra. Ngoài ra, một số hạng mục EMC chỉ nhạy cảm với thiết bị điện tử dòng điện yếu, chẳng hạn như nhiễu từ trường tần số công suất, phóng tĩnh điện, nhiễu trường điện từ bức xạ, v.v., có thể ít ảnh hưởng đến thiết bị điện công suất cao, vì vậy chúng không được liệt kê là cần thiết trong các mục Kiểm tra10541-94 SJ/T. Bằng cách này, các yêu cầu về EMC đối với bộ nguồn AC được điều chỉnh khác với yêu cầu của các sản phẩm điện và điện tử khác.
2 Các hạng mục và yêu cầu kiểm tra EMC
Các yêu cầu kiểm tra EMC được chia thành 3 loại theo cách sử dụng sản phẩm: cụ thể là loại **, loại sử dụng cho môi trường công nghiệp và thương mại, và loại sử dụng cho môi trường dân dụng và dân cư. Các hạng mục, yêu cầu và phương pháp kiểm tra của hai phần sau tương đối thống nhất và sự khác biệt nằm ở yêu cầu đối với các chỉ số. Loại ** khá khác so với hai loại sau vì công dụng đặc biệt của nó. Ngoài ra, do đặc thù sử dụng, thiết bị hàng không và hàng hải có yêu cầu cao giống như thiết bị quân sự, và có các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật chung quốc tế. Căn cứ vào điều kiện sử dụng của các bộ nguồn AC điều chỉnh được bán trên thị trường, bài viết này tập trung vào hai loại sau.
Trước sự quan tâm ngày càng tăng đối với các vấn đề về EMC trong xã hội, liên quan đến nhiều ngành nghề và sản phẩm, IEC đã coi các yêu cầu về EMC là tiêu chuẩn cơ bản của IEC. Đây là tiêu chuẩn sê-ri IEC61000 mới nhất. Tiêu chuẩn này đã được quốc tế coi là tiêu chuẩn chung có tầm quan trọng ngang với tiêu chuẩn quốc gia. Một trong số đó, IEC61000-4 "Công nghệ kiểm tra", là tiêu chuẩn cơ bản để hướng dẫn kiểm tra EMC. Do công nghệ EMC là một công nghệ mới phức tạp, đa lĩnh vực và không ngừng phát triển nên các hạng mục, yêu cầu và phương pháp kiểm tra EMC liên quan cũng liên tục được sửa đổi và cải tiến. Do đó, nhiều mục trong IEC61000-4 vẫn chưa được phát hành chính thức và vẫn ở dạng dự thảo. Để giúp độc giả hiểu được khía cạnh kiến thức này dễ dàng hơn, chúng tôi sẽ giới thiệu các dự án liên quan đến nguồn điện xoay chiều được điều chỉnh và tập trung vào các dự án IEC được áp dụng bởi các tiêu chuẩn quốc gia có liên quan.
