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电源电磁干扰标准与测试关系的研究

2010-04-033540

摘要:本文介绍了FCC、VDE和CISPR等EMI标准的有关内容、适应范围,并对这些标准的异同和特点进行了分析比较。为使相关设备和产品能顺利通过EMI标准测试,讨论了在测试过程中的注意事项以及在实践中如何选用这些标准。

关键词:EMI标准; 电磁兼容; EMI测试

1 引言

  作为供电电源与用电设备之间的接口电路,在完成功率传送和满足对各种各样电能形式变换需要的同时,电力电子装置不可避免地易产生非正弦波形,造成电磁干扰(EMI)。电磁干扰向电网注入整倍数的基波频率的谐波电流,造成电网电压畸变;还会对电气设备产生不同程度的EMI干扰信号,这些EMI干扰信号可能以电磁幅射形式发射出去,也可能通过电缆或电源线进行传导。治理EMI问题已成为电力电子技术、电力系统等领域不可缺少的重要组成部分,电磁兼容(EMC)问题已成为当前研究的热点课题。

  为消除EMI的影响,许多国家设立了专门机构,如美国的联邦政府通信委员会(FCC,federal communications commission ) ,德国的(VDE,verbena detacher electrotechniker ) 等。它们都遵循国际无线电干扰特别委员会 (CISPR,international special committee on radio interference ) 的规定,制定自已国家的有关放射和测试过程标准,以限制电子设备的放射和控制设备的灵敏度。CISPR是国际电工委员会( IEC,international electro technical commission ) 的一个分会,于1934年成立,其主要职责是制定EMI标准。我国于1993年正式发布并于1994年开始实施《电能质量-公用电网谐波标准》。

  1979年,FCC采用新规定,以降低数字式产品的潜在干扰。数字式产品包括家庭和工业用计算设备,计算设备是指计算机和其它电子设备,它们采用了数字技术,产生并使用10kHz以上的时钟脉冲和信号。根据这些设备的用途,又进一步分类:用于商业、工业和企业的设备属于A类;那些轻便的一般为民用设备属于B类。FCC的这些新规定,立即引起生产厂家对EMI的极大关注。加入WTO后,要把电子产品销往国外,不但要了解有关EMI标准,还要知道用哪些测试方法和设备才能得到产品的EMI认可,从而采取相应的措施使它们符合EMI标准。本文在讨论FCC、VDE、CISPR等EMI标准的基础上,研究测试注意事项和如何选用这些标准。

2 FCC标准及测试

  FCC 标准[1]及单位转换数据见表1。表中AF表示天线系数,对于A类设备,测试过程可以独立FCC而自行完成,但要提交测试结果, FCC保留了随时抽样测试的权力。一旦有人报告设备对EMI不合符标准,则必须对设备进行测试,并对厂家提交的测试结果进行审查。对于B类设备,限制比较严格,必须提交一个样品供测试之用。在对设备按FCC标准进行EMI指标测试时,需注意下列几点:
  (1) 为便于和FCC的规定比较,传导放射测量使用的分辨带宽不能小于10kHz;
  (2) 在传导放射测量时,FCC只要求测出设备6个最大EMI信号电平,即使它们未超出规定的界限;
  (3) 对于传导放射的测量,如果信号是宽带的,规定的界限可放宽13dB。为了利用这一有利条件,必须先对信号分类,看是窄带还是宽带;
  (4) 对待测设备做辐射测量时,FCC标准规定要使用精心设计的测试环境,使场地内的反射最少,在放射信号必须通过的路径不能有障碍物,而且要考虑到天线会接收到4.7 dB 的附加信号,这些附加信号是由于地面反射造成的(理想的地面反射为6dB)。
  (5) 在FCC的规定中,辐射测量使用的分辨带宽不能小于100kHz,和传导放射的测量一样,也要记录6个最大的读数,设备的方位也要记下来,以便在修改设计方案、检查其对辐射EMI特性的影响时能准确地重复以前的测试条件。
  (6) 一般情况下,用准峰值检波器测出的数值偏低,因此,用峰值检波方式测出的数值作为EMI测试是否通过的依据,对相容性的保险系数更大[2]。

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