Bagaimana melakukan desain EMC catu daya yang diatur AC
Kinerja EMC adalah persyaratan indeks penting dari catu daya yang diatur oleh AC. Berdasarkan persyaratan untuk nilai penggunaan catu daya yang diatur AC, kinerja EMC-nya tidak hanya harus memenuhi indeks kekebalan dari tingkat keparahan yang lebih tinggi dan batas interferensi elektromagnetik yang memenuhi syarat, tetapi yang lebih penting, harus untuk bebannya (peka terhadap EMI). peralatan elektronik) untuk menyediakan margin keamanan EMC yang memadai. Dalam makalah ini, dikombinasikan dengan persyaratan kinerja EMC produk, persyaratan dan metode pengujian yang relevan dijelaskan secara rinci, dan pendapat pribadi dikemukakan.
1 Konsep dasar
Kompatibilitas elektromagnetik (ElectromagneTICCompaTIbility, disebut sebagai EMC) adalah indeks kualitas penting dari produk listrik dan elektronik. Dapat dianggap bahwa kualitas produk terutama terdiri dari dua konten utama: norma kualitas dan indikator teknis. Yang pertama melibatkan norma-norma umum, yaitu IEC internasional, dan standar dasar yang dirumuskan oleh negara di Cina; yang terakhir adalah pengaturan fungsi produk dan persyaratan teknisnya. Kompatibilitas elektromagnetik dan persyaratan keamanan adalah standar dasar. Kini EMC telah membentuk sistem yang lengkap mulai dari standar dasar, standar umum, standar keluarga, dan standar produk. Selain itu, ada undang-undang khusus untuk tujuan ini secara internasional. Misalnya, Uni Eropa telah merumuskan peraturan yang menetapkan bahwa mulai 1 Januari 1996, produk listrik dan elektronik harus mendapatkan sertifikasi kualifikasi manajemen tegangan rendah (LV Directive) dan manajemen kompatibilitas elektromagnetik (EMC Directive) sebelum dapat dijual di pasar. Selama bertahun-tahun, standar EMC baru telah dirilis secara resmi di China. Namun, harus ditunjukkan bahwa standar EMC IEC yang relevan akan terus ditingkatkan dari draf atau versi lama ke versi resmi, dan standar EMC nasional yang relevan juga akan terus diperbarui dan dirilis, dan versi terbaru akan berlaku untuk EMC yang relevan. tes.
Apa yang disebut EMC didefinisikan dalam GB/T4365-1996 "Terminologi Kompatibilitas Elektromagnetik" sebagai: kemampuan perangkat atau sistem untuk bekerja secara normal di lingkungan elektromagnetiknya tanpa menyebabkan gangguan elektromagnetik yang tidak dapat diterima terhadap apa pun di lingkungan tersebut. Definisi ini merangkum tiga aspek. Pertama, keterbatasan gangguan elektromagnetik. Gangguan elektromagnetik ada di mana-mana, tetapi dapat dibatasi oleh standar kualitas dan bahayanya dapat dibatasi dengan cara teknis. Ini berarti bahwa nilai batas intensitas gangguan elektromagnetik yang dikirim harus ditetapkan pada produk untuk memastikan bahwa lingkungan elektromagnetik memenuhi syarat. Kedua, kekebalan gangguan elektromagnetik. Artinya, produk harus dapat bekerja secara normal di lingkungan elektromagnetik dengan intensitas gangguan elektromagnetik tertentu tanpa mengurangi indeks kinerjanya. Ketiga, standardisasi dan kompatibilitas lingkungan elektromagnetik. Artinya, mengambil tindakan apa pun terhadap gangguan elektromagnetik tidak dapat menurunkan kinerja dirinya atau produk atau sistem lain dalam lingkungan elektromagnetik yang sama, dan hanya dapat hidup berdampingan dengan cara "damai" yang bersahabat. Misalnya, untuk mengurangi interferensi konduksi, sebuah kapasitor dihubungkan secara paralel antara saluran fasa daya peralatan dan saluran arde. Untuk peralatan, kapasitas kapasitor harus memenuhi persyaratan nilai batas arus bocor dalam standar keselamatan; untuk sistem, itu harus dicegah agar tidak menjadi sumber penggandengan gangguan sistem dan memengaruhi kerja sistem. Oleh karena itu, pengujian EMC produk harus mencakup dua aspek: (1) Menguji intensitas gangguan elektromagnetik yang dikirimkannya ke dunia luar untuk memastikan apakah memenuhi persyaratan nilai batas yang ditetapkan dalam standar yang relevan.
Item dan persyaratan tes EMC
Persyaratan uji EMC dibagi menjadi 3 kategori menurut penggunaan produk: yaitu, penggunaan militer, penggunaan lingkungan industri dan komersial, dan penggunaan lingkungan sipil dan perumahan. Item tes, persyaratan, dan metode dari dua yang terakhir relatif konsisten, dan perbedaannya terletak pada persyaratan indikator. Kategori militer sangat berbeda dari dua kategori terakhir karena kegunaannya yang khusus. Selain itu, karena kekhasan penggunaannya, peralatan penerbangan dan kelautan memiliki persyaratan tinggi yang sama dengan peralatan militer, dan terdapat standar dan spesifikasi umum internasional. Berdasarkan kondisi penggunaan catu daya teregulasi AC yang dijual di pasaran, artikel ini berfokus pada dua kategori terakhir.
Mengingat meningkatnya perhatian terhadap isu-isu EMC di masyarakat, melibatkan banyak profesi dan produk, IEC telah menjadikan persyaratan EMC sebagai standar dasar IEC. Ini adalah standar seri IEC61000 yang terkenal. Standar ini telah dianggap secara internasional sebagai standar umum yang sama pentingnya dengan standar keselamatan. Salah satunya, IEC61000-4 "Teknologi Pengujian", adalah standar dasar untuk memandu pengujian EMC. Karena teknologi EMC adalah teknologi baru yang kompleks, multi-disiplin, dan terus berkembang, item, persyaratan, dan metode pengujian EMC yang relevan juga terus direvisi dan ditingkatkan. Oleh karena itu, banyak item di IEC61000-4 yang belum dirilis secara resmi dan masih dalam bentuk draft. Untuk memudahkan pembaca memahami pengetahuan ini, kami akan memperkenalkan proyek yang melibatkan catu daya teregulasi AC, dan fokus pada proyek IEC yang diadopsi oleh standar nasional yang relevan.
Kondisi dan metode pengujian EMC
Pengujian tergantung pada tiga faktor: metode, teknik, dan peralatan. Metode ditentukan oleh prinsip pengukuran dan penggunaan alat uji. Teknologi adalah semua metode pengujian yang diadopsi untuk mendapatkan hasil pengujian yang benar (akurasi lebih tinggi), dan peralatan adalah segala sesuatu yang mencerminkan dua faktor di atas untuk melayani pengujian. perangkat teknis. Ini semua harus distandarisasi untuk menjamin reproduktifitas dan keaslian tes.
Kondisi pengujian EMC ditentukan oleh metode pengujian. Metode pengujian khusus dibagi menjadi metode test bench yang dilakukan di bawah kondisi laboratorium dan metode lapangan yang dilakukan di bawah kondisi penggunaan aktual. Tidak mungkin untuk mensimulasikan semua fenomena interferensi yang mungkin ditemui di lapangan, apalagi metode lapangan memiliki keterbatasan yang tidak dapat diatasi. Namun, melalui pengujian standar, informasi kinerja EMC perangkat yang diuji dapat diperoleh secara lebih komprehensif. Oleh karena itu, rekomendasi internasional adalah mengadopsi metode bangku tes terlebih dahulu, kecuali jika tidak dapat dilakukan di laboratorium, metode lapangan umumnya tidak digunakan.
Metode utama uji kekebalan adalah memilih tingkat keparahan yang sesuai sesuai dengan kondisi lingkungan elektromagnetik peralatan, dikombinasikan dengan tindakan yang diambil oleh pengguna untuk peralatan tersebut, untuk menguji sesuai dengan metode pengujian yang relevan, dan akhirnya mengevaluasi pengujian hasil sesuai dengan kondisi penilaian yang memenuhi syarat yang diusulkan oleh standar produk Kelayakan. Inilah perbedaan utama antara tes kekebalan dan tes lainnya.
Sumber gangguan elektromagnetik di lingkungan elektromagnetik, metode penggabungan sumber gangguan elektromagnetik ke peralatan, kepekaan peralatan terhadap gangguan elektromagnetik, dan langkah-langkah perlindungan pengguna di tempat kerja berhubungan langsung dengan tingkat keparahan. Artinya, lingkungan penggunaan menentukan bentuk interferensi, dan kondisi perlindungan instalasi menentukan tingkat keparahan interferensi. GB/T13926.4 secara khusus menetapkan kondisi lingkungan listrik di bawah pengoperasian peralatan yang sesuai dengan tingkat keparahan di lingkungan elektromagnetik:
Lantai 1, dengan lingkungan yang terlindungi dengan baik, seperti ruang komputer;
Level 2, lingkungan terlindung seperti ruang kontrol atau ruang terminal pabrik dan pembangkit listrik;
Level 3, lingkungan industri tipikal, seperti perangkat proses industri, ruang relai pembangkit listrik, dan gardu induk tegangan tinggi terbuka;
Level 4, lingkungan industri yang keras, seperti pembangkit listrik, peralatan proses industri tanpa tindakan pemasangan khusus, area luar ruangan, dll.
Dalam IEC801-5, sumber lonjakan adalah transien peralihan daya atau transien petir dari sambaran petir tidak langsung, dan kondisi pemasangan serta fasilitas perlindungan peralatan diklasifikasikan sebagai berikut (berlaku untuk lonjakan):
Kelas 0: Lingkungan kelistrikan yang terlindungi dengan baik dengan proteksi tegangan berlebih primer dan sekunder, biasanya di ruangan khusus, dan tegangan lonjakan tidak akan melebihi 25V;
Kategori 1: lingkungan listrik dengan perlindungan lokal dan perlindungan tegangan lebih primer, dan tegangan lonjakan tidak melebihi 500V;
Tipe 2: Saluran listrik dipisahkan dari saluran lain, lingkungan listrik dengan isolasi kabel yang baik, dan tegangan lonjakan tidak melebihi 1kV;
Kategori 3: Lingkungan listrik di mana kabel daya dan kabel sinyal diletakkan secara paralel, dan tegangan lonjakan tidak melebihi 2kV;
Kategori 4: Garis interkoneksi diletakkan di sepanjang kabel daya seperti di luar ruangan, dan lingkungan listrik di mana sirkuit elektronik dan sirkuit listrik menggunakan kabel, tegangan lonjakan tidak melebihi 4kV;
Kategori 5: Lingkungan kelistrikan tempat perangkat elektronik tersambung ke kabel telekomunikasi dan saluran listrik di atas kepala di area yang tidak berpenghuni.
Tidak ada uji lonjakan untuk Kategori 0. Produk catu daya umum berada di lingkungan kelistrikan Kelas 1 atau Kelas 2, dan tingkat keparahan dapat dipilih sebagai Kelas 1 atau Kelas 2.
