電源適配器的電磁兼容性(EMC) | |||||
1.電源適配器電磁兼容 電磁兼容是電源適配器綜合性應(yīng)用學(xué)科,作為邊緣技術(shù),它以電氣和無線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ),并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域,如微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及新材料等。電磁兼容技術(shù)研究的范圍很廣,幾乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域,如電力、通信、交通、航天、軍工、計算機和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問題。研究的熱點內(nèi)容主要有如下幾點。 ①電磁干擾源的特性及其傳輸特性。 ②電磁干擾的危害效應(yīng)。 ③電磁干擾的抑制技術(shù)。 ④電磁頻譜的利用和管理。 ⑤電磁兼容性的標準與規(guī)范。 ⑥電磁兼容性的測量與測試技術(shù)。 ⑦電磁泄漏與靜電放電等。 電磁兼容學(xué)又是技術(shù)與管理并重的實用工程學(xué),開展這樣的工程,需要投入大量的人力和財力。國際標準化組織正在制定EMC的有關(guān)標準和規(guī)范。我國在這方面的起步雖然較晚,但發(fā)展很快。隨著電源適配器市場的發(fā)展,我國要參與世界技術(shù)市場的競爭,進出口的電源適配器都必須通過EMC檢驗。因此,我國政府和相關(guān)部門越來越關(guān)注EMC問題,不斷制定有關(guān)的強制性貫徹標準。各部門和軍兵種也都開始研究并建立了不同規(guī)模的EMC測試室和檢測中心,促進了EMC技術(shù)的普及、推廣和應(yīng)用。我國在1998年已立法強制對六類進口電源適配器(計算機、顯示器、打印機、電源適配器、電視機和音響)及通信終端產(chǎn)品施行EMC檢測。1999年國家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《EMC認證管理辦法》。我國電子技術(shù)標準化研究所的EMC測試測試室,被美國聯(lián)邦通信委員會通過了FCC認可。從2000年2月16日起,出口美國的信息技術(shù)設(shè)備和發(fā)射及接收設(shè)備,由該測試室出具的數(shù)據(jù)將被美國直接接受。產(chǎn)品的EMC檢測是實現(xiàn)電磁兼容不可缺少的技術(shù)手段,強制貫徹電磁兼容標準,則是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場競爭力的先決條件。 電磁兼容的英文名稱為ElectroMagneticCompatibility,簡稱EMC。所謂電磁兼容是指設(shè)備(分系統(tǒng)、系統(tǒng))在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。這里包含兩層意思:即它工作中產(chǎn)生的電磁發(fā)射要限制在一定水平內(nèi);另外,它本身要有一定的抗干擾能力。即電氣、電子儀器產(chǎn)生的電磁干擾對其他的任何儀器、系統(tǒng)均不產(chǎn)生影響。另外,即使受到其他儀器、系統(tǒng)的電磁干擾,也具有正常工作的抗擾性。電磁兼容的最大目的就是即使不同的多臺設(shè)備在同一環(huán)境下使用時也可以確保正常工作的電磁環(huán)境。這便是設(shè)備研制中所必須解決的兼容問題。電磁兼容技術(shù)涉及的頻率范圍寬達0~400GHz,研究對象除傳統(tǒng)設(shè)施外,還涉及芯片級,而且直到各型艦船、航天飛機、洲際導(dǎo)彈,甚至整個地球的電磁環(huán)境也包含在內(nèi)。 電磁兼容性技術(shù)又稱環(huán)境電磁學(xué),在開始的時候它考慮的僅是對無線電廣播帶來的射頻干擾。但當今電子產(chǎn)品的數(shù)量越來越多,各種電子設(shè)備發(fā)射功率越來越大,電子設(shè)備系統(tǒng)的靈敏度越來越高,并且接收微弱信號能力越來越強,同時電子產(chǎn)品頻帶也越來越寬,尺寸越來越小,相互影響也越來越大。因此,電磁干擾不再局限于輻射,還要考慮感應(yīng)、耦合和傳導(dǎo)等引起的電磁干擾,如電磁輻射照射對生物的危害、靜電、雷電等也都屬于電磁兼容性范疇。 電磁兼容三要素是干擾源(干擾源)、耦合通路和敏感體,切斷以上任何一項都可解決電磁兼容問題。電磁兼容的解決方案常用的方法主要有屏蔽、接地和濾波,但是這三者或這三者以外的方案都有必然的聯(lián)系。 2.電磁兼容技術(shù)名詞 (1)電磁兼容性 電磁兼容性定義為:設(shè)備或者系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。 (2)電磁干擾 電磁干擾定義為:任何可能引起設(shè)備、裝置或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或者無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁干擾可引起設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。它的主要要素有自然和人為的干擾源、通過公共地線阻抗/內(nèi)阻的耦合、沿電源線傳導(dǎo)的電磁干擾和輻射干擾等。電子系統(tǒng)受干擾路徑為經(jīng)過電源、經(jīng)過信號線或控制電纜、場滲透,或者經(jīng)過天線直接進入;并且有電纜耦合從其他設(shè)備來的傳導(dǎo)干擾,電子系統(tǒng)內(nèi)部場耦合,其他設(shè)備的輻射干擾,電子設(shè)備外部耦合到內(nèi)部場,寬帶發(fā)射機天線系統(tǒng),外部環(huán)境場等。 (3)電磁環(huán)境 電磁環(huán)境定義為:一種明顯不傳送信息的時變電磁現(xiàn)象,它可能與有用信號疊加或組合。 (4)電磁輻射 電磁輻射定義為:電磁波由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象及電磁波在空間的現(xiàn)象?!半姶泡椛洹币辉~的含義有時也可引申,將電磁感應(yīng)現(xiàn)象也包含在內(nèi)。RFI/EMI可以通過任何一種設(shè)備機殼的開口、通風孔、出入口、電纜、測量孔、門框、艙蓋、抽屜和面板及機殼的非理想連接面等進行輻射。RFI/EMI也可由進入敏感設(shè)備的導(dǎo)線和電纜進行輻射,任何一個良好的電磁能量輻射器也可以作為良好的接收器。 (5)脈沖 脈沖定義為:在短時間內(nèi)突變,隨后又迅速返回其初始值的物理量。 (6)共模和差模干擾 電源線上的干擾有共模和差模兩種方式,共模干擾存在于電源任何一相對大地或中線對大地間。共模干擾有時也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾,這是載流導(dǎo)體與大地之間的干擾,差模干擾存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾,這是載流導(dǎo)體之間的干擾。共模干擾提示了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中的。而差模干擾則提示了干擾是源于同一條電源電路的。通常這兩種干擾是同時存在的,由于線路阻抗的不平衡,兩種干擾在傳輸中還會相互轉(zhuǎn)化,所以情況十分復(fù)雜。干擾經(jīng)長距離傳輸后,差模分量的衰減要比共模大,這是因為線間阻抗與線地間阻抗不同的緣故。出于同一原因,共模干擾在線路傳輸中還會向鄰近空間輻射,而差模則不會,因此共模干擾比差模更容易造成電磁干擾。不同的干擾方式要采取不同的干擾抑制方法才有效。判斷干擾方式的簡便方法是采用電流探頭。采用探頭先單獨環(huán)繞每根導(dǎo)線,得出單根導(dǎo)線的感應(yīng)值;然后再環(huán)繞兩根導(dǎo)線(其中一根是地線)檢測其感應(yīng)情況。如果感應(yīng)值是增加的,則線路中干擾電流是共模的;反之則是差模的。 (7)抗擾度電平/敏感性電平 抗擾度電平定義為:將某給定的電磁干擾施加于某一裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)仍然能夠正常工作并保持所需性能等級時的最大干擾電平。也就是說,超過此電平時該裝置的系統(tǒng)、設(shè)備就會出現(xiàn)性能降低。而敏感性電平是指剛剛開始出現(xiàn)性能降低的電平。所以,對某一裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)而言,抗擾度電平與敏感性電平是同一個數(shù)值。 (8)抗擾度裕量 抗擾度裕量定義為:裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)的抗擾度電平限值與電磁兼容電平之間的差值。 3.電磁兼容性的國內(nèi)國外標準 要徹底消除設(shè)備的電磁干擾及對外部一切電磁干擾信號不敏感是不可能的,只能通過制訂系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備與設(shè)備之間的相互允許產(chǎn)生的電磁干擾大小及抵抗電磁干擾的能力,才能使電氣設(shè)備及系統(tǒng)間達到電磁兼容性的要求。國內(nèi)外大量的電磁兼容性標準為系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備相互達到電磁兼容性要求制訂了約束條件。 國際無線電干擾特別委員會(CISPR)是國際電工委員會(IEC)下屬的一個電磁兼容標準化組織,早在1934年就開展EMC標準的研究。CISPR16《無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范》對電磁兼容性測量接收機、輔助設(shè)備的性能及校準方法做出了詳細的要求。CIS-PR17《無線電干擾濾波器及抑制元器件的抑制特性測量》規(guī)定了濾波器的測量方法。CIS-PR22《信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾限值和測量方法》規(guī)定了信息技術(shù)設(shè)備在0.15~1000MHz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的電磁干擾限值。CISPR24《信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測量方法》規(guī)定了信息技術(shù)設(shè)備對外部干擾信號的時域及頻域的抗干擾性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構(gòu)成了信息技術(shù)設(shè)備包括電源適配器設(shè)備的電磁兼容性測試內(nèi)容及測試方法要求,是目前電源適配器電磁兼容性設(shè)計的最基本要求。 IEC(InternationalElectrotechnicalCommission,國際電工委員會)最近也出版了大量的基礎(chǔ)性電磁兼容標準,其中最有代表性的是IEC61000系列標準,規(guī)定了電子電氣設(shè)備的雷擊浪涌(SURGE)、靜電放電(ESD)、電快速瞬變脈沖群(EFT)、電流諧波、電壓跌落、電壓瞬變及短時中斷、電壓起伏和閃爍、輻射電磁場、由射頻電磁場引起的傳導(dǎo)干擾抗擾度、傳導(dǎo)干擾及輻射干擾等的電磁兼容性要求。IEC61000系列標準見表。 表 IEC61000系列標準 我國對電磁兼容性標準的研究比較晚,采取的最主要的辦法是引進、消化、吸收。1998年,信息產(chǎn)業(yè)部根據(jù)CISPR22、IEC61000系列標準及ITU-TO.41標準,制訂了YD/T983—1998《通信電源設(shè)備電磁兼容性限值及測量方法》,詳盡地規(guī)定了通信電源設(shè)備包括通信電源適配器的電磁兼容性的具體測試項目、要求及測試方法,為電源適配器電磁兼容性的檢驗、達標并通過入網(wǎng)檢測明確了設(shè)計目標。 國標也等同采用了相應(yīng)的國際標準,如GB/T17626.1—12系列標準等同采用了IEC61000系列標準;GB9254—1998《信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾限值及測量方法》等同采用CISPR22;GB/T17618—1998《信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測量方法》等同采用CIS-PR24。
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| 發(fā)布時間:2019.06.05 來源:電源適配器廠家 |
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