Cách thực hiện thiết kế EMC của nguồn điện điều chỉnh AC
Hiệu suất EMC là một yêu cầu chỉ số quan trọng của nguồn điện được điều chỉnh AC. Dựa trên các yêu cầu về giá trị sử dụng của nguồn điện được điều chỉnh AC, hiệu suất EMC của nó không chỉ đáp ứng chỉ số miễn nhiễm ở mức độ nghiêm trọng cao hơn và giới hạn nhiễu điện từ đủ điều kiện, mà quan trọng hơn, nó phải đáp ứng cho tải của nó (nhạy cảm với EMI). thiết bị điện tử) để cung cấp đủ giới hạn an toàn EMC. Trong bài báo này, kết hợp với các yêu cầu về hiệu suất EMC của sản phẩm, các yêu cầu liên quan và phương pháp thử nghiệm được giải thích chi tiết và đưa ra ý kiến cá nhân.
1 Các khái niệm cơ bản
Tương thích điện từ (ElectromagneTIcCompaTIbility, gọi tắt là EMC) là một chỉ số chất lượng quan trọng của 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 EMC liên quan của IEC sẽ tiếp tục được nâng cấp từ phiên bản dự thảo hoặc phiên bản cũ lên phiên bản chính thức và các tiêu chuẩn EMC quốc gia liên quan cũng sẽ liên tục được cập nhật và phát hành, và phiên bản mới nhất sẽ được áp dụng cho EMC liên quan các bài kiểm tra.
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, một tụ điện được kết nối song song giữa dây pha nguồn của 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 dòng rò trong tiêu chuẩn an toàn; 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, kiểm tra EMC của sản phẩm phải bao gồm hai khía cạnh: (1) Kiểm tra cường độ nhiễu điện từ mà sản phẩm gửi ra thế giới bên ngoài để xác nhận xem sản phẩm có đáp ứng các yêu cầu về giá trị giới hạn được quy định trong các tiêu chuẩn liên quan hay không.
Các hạng mục và yêu cầu kiểm tra EMC
Các yêu cầu kiểm tra EMC được chia thành 3 loại theo mục đích sử dụng sản phẩm: cụ thể là mục đích sử dụng trong quân sự, mục đích sử dụng trong môi trường công nghiệp và thương mại và mục đích sử dụng trong môi trường dân sự 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 quân sự khá khác 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 nổi tiếng. Tiêu chuẩn này đã được quốc tế coi là tiêu chuẩn chung có tầm quan trọng ngang với tiêu chuẩn an toàn. 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 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.
Điều kiện và phương pháp thử nghiệm EMC
Xét nghiệm phụ thuộc vào 3 yếu tố: phương pháp, kỹ thuật và trang thiết bị. Phương pháp được xác định bởi cả nguyên tắc đo lường và việc sử dụng thiết bị thử nghiệm. Công nghệ là tất cả các phương pháp thử nghiệm được áp dụng để có được kết quả thử nghiệm chính xác (độ chính xác cao hơn) và thiết bị là tất cả những gì phản ánh hai yếu tố trên để phục vụ cho thử nghiệm. thiết bị kỹ thuật. Tất cả những thứ này phải được tiêu chuẩn hóa để đảm bảo khả năng tái tạo và tính xác thực của các bài kiểm tra.
Điều kiện thử nghiệm EMC được xác định bằng phương pháp thử nghiệm. Các phương pháp thử nghiệm cụ thể được chia thành phương pháp băng ghế thử nghiệm được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm và phương pháp hiện trường được thực hiện trong điều kiện sử dụng thực tế. Không thể mô phỏng tất cả các hiện tượng giao thoa có thể gặp trong trường, đặc biệt là phương pháp trường có những hạn chế không thể vượt qua. Tuy nhiên, thông qua thử nghiệm tiêu chuẩn hóa, thông tin về hiệu suất EMC của thiết bị được thử nghiệm có thể thu được một cách toàn diện hơn. Vì lý do này, khuyến nghị quốc tế trước tiên là áp dụng phương pháp băng ghế thử nghiệm, trừ khi không thể thực hiện trong phòng thí nghiệm, phương pháp hiện trường thường không được sử dụng.
Phương pháp kiểm tra miễn nhiễm chính là chọn mức độ khắc nghiệt phù hợp theo điều kiện môi trường điện từ của thiết bị, kết hợp với các biện pháp mà người dùng thực hiện đối với thiết bị, để kiểm tra theo các phương pháp kiểm tra có liên quan, và cuối cùng là đánh giá kiểm tra kết quả theo các điều kiện đánh giá đủ điều kiện được đề xuất bởi các tiêu chuẩn sản phẩm Tính đủ điều kiện. Đây là sự khác biệt chính giữa xét nghiệm miễn dịch và các xét nghiệm khác.
Nguồn nhiễu điện từ trong môi trường điện từ, phương pháp ghép nguồn nhiễu điện từ với thiết bị, độ nhạy của thiết bị với nhiễu điện từ và các biện pháp bảo vệ người dùng tại nơi làm việc có liên quan trực tiếp đến mức độ nghiêm trọng. Nghĩa là, môi trường sử dụng xác định hình thức nhiễu và các điều kiện bảo vệ cài đặt xác định mức độ nghiêm trọng của nhiễu. GB/T13926.4 quy định cụ thể điều kiện môi trường điện trong quá trình vận hành thiết bị tương ứng với mức độ khắc nghiệt trong môi trường điện từ:
Cấp 1, với môi trường được bảo vệ tốt, chẳng hạn như phòng máy tính;
Cấp độ 2, môi trường được bảo vệ như phòng điều khiển hoặc phòng đầu cuối của nhà máy, nhà máy điện;
Cấp 3, môi trường công nghiệp điển hình, chẳng hạn như thiết bị xử lý công nghiệp, phòng chuyển tiếp của nhà máy điện và trạm biến áp cao áp ngoài trời;
Cấp 4, môi trường công nghiệp khắc nghiệt, chẳng hạn như nhà máy điện, thiết bị xử lý công nghiệp không có biện pháp lắp đặt đặc biệt, khu vực ngoài trời, v.v.
Trong IEC801-5, nguồn của xung đột biến là quá độ chuyển mạch nguồn hoặc quá độ sét đánh của sét đánh gián tiếp và các điều kiện lắp đặt cũng như phương tiện bảo vệ của thiết bị được phân loại như sau (áp dụng cho đột biến):
Loại 0: Môi trường điện được bảo vệ tốt với bảo vệ quá áp sơ cấp và thứ cấp, thường là trong phòng đặc biệt và điện áp đột biến sẽ không vượt quá 25V;
Loại 1: môi trường điện có bảo vệ cục bộ và bảo vệ quá áp sơ cấp, và điện áp đột biến không vượt quá 500V;
Loại 2: Đường dây điện được tách biệt với các đường dây khác, môi trường điện có cáp cách ly tốt, điện áp đột biến không vượt quá 1kV;
Loại 3: Môi trường điện có cáp nguồn và cáp tín hiệu đi song song, điện áp xung không vượt quá 2kV;
Loại 4: Đường dây liên kết được đặt dọc theo cáp nguồn như ngoài trời và môi trường điện nơi mạch điện tử và mạch điện sử dụng cáp, điện áp tăng đột biến không vượt quá 4kV;
Loại 5: Môi trường điện nơi các thiết bị điện tử được kết nối với cáp viễn thông và đường dây điện trên không ở khu vực không có dân cư.
Không có thử nghiệm đột biến cho Danh mục 0. Các sản phẩm cung cấp điện chung thuộc môi trường điện Loại 1 hoặc Loại 2 và mức độ nghiêm trọng có thể được chọn là Loại 1 hoặc Loại 2.
