電子鎮(zhèn)流器EMC認(rèn)證測量與常見不合格項(xiàng)的分析和對策
1引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/191324.htm眾所周知,熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器(含霓虹燈電子變壓器等)其核心部分就是一個DC/AC逆變器,它產(chǎn)生20~70kHz的高頻功率振蕩用以點(diǎn)亮氣體放電燈具,由此會帶來電磁干擾(ElectromagneticInterference,即EMI)和抗干擾(ElectromagneticSusceptibility,即EMS)等問題。由于近年來出口市場對此類產(chǎn)品的需求增加,而歐美澳等國家對此類產(chǎn)品均有極嚴(yán)格的一套EMC認(rèn)證要求,因此解決好EMC認(rèn)證就成為廠家能否出口的成功因素之一。
可惜的是,由于條件所限,許多廠家都不可能購置價格不菲的EMC測試設(shè)備,因此對設(shè)計(jì)人員來說對付陌生的EMC認(rèn)證測試的確是個頗為棘手的問題。
本文試圖較系統(tǒng)地向讀者介紹此類產(chǎn)品的國際認(rèn)證過程,測試方法和測試經(jīng)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)此類產(chǎn)品EMC特性的若干可行措施,以供廠家設(shè)計(jì)時參考。
2電子鎮(zhèn)流器EMC認(rèn)證必須通過的測試項(xiàng)目
表1列出了熒光燈電子鎮(zhèn)流器為取得歐共體的CE/EMC認(rèn)證所必須通過的測試項(xiàng)目。
在表1中,測試項(xiàng)1,2,3,10,11屬于EMI特性,4-9則屬EMS。測試項(xiàng)1,2為電子鎮(zhèn)流器在電源線上發(fā)出的傳導(dǎo)干擾電壓的測試,其中EN55022標(biāo)準(zhǔn)是作為所有電子信息技術(shù)產(chǎn)品所必須遵守的,ClassB表示室內(nèi)電器,電子鎮(zhèn)流器是一個電源變換與電子控制電路,應(yīng)屬于這個范疇。另外它又是一個電力照明燈具,必須同時遵守有關(guān)照明燈具的EN55015標(biāo)準(zhǔn)。測試項(xiàng)3是關(guān)于電子鎮(zhèn)流器電磁場空間幅射強(qiáng)度的測試,按規(guī)定應(yīng)用EN55015標(biāo)準(zhǔn),在9kHz~30MHz頻段,在直徑為2m的空間內(nèi)測試該電子鎮(zhèn)流器所發(fā)出的磁場,同時應(yīng)用EN55022標(biāo)準(zhǔn)在30MHz~1GHz頻段及在電磁屏蔽全吸收暗室內(nèi)測試所發(fā)出的電場。但由于設(shè)備和場地所限,我們沒有進(jìn)行對磁場的測試。我們只用GTEM法對電場作了測試??紤]到此類產(chǎn)品電流較小,所發(fā)出的干擾磁場不大,一般無須調(diào)整都可以通過,另外用GTEM小室法代替電磁屏蔽全吸收暗室測試電場,其等效性已為國際所承認(rèn),因此我們這種做法并沒有影響其測試的精確性。下面我們將選擇送檢廠家最容易出現(xiàn)不合格的那些測試項(xiàng)作一主要介紹。
3傳導(dǎo)干擾電壓的測試
表1EMC認(rèn)證測試項(xiàng)目
序號 | 測試項(xiàng)目名稱 | 適用標(biāo)準(zhǔn) | 測試條件 | 測試結(jié)果 |
---|---|---|---|---|
1 | 傳導(dǎo)干擾電壓發(fā)送 | EN55022:1994 | 150kHz~30MHzClassB | 合格 |
2 | 傳導(dǎo)干擾電壓發(fā)送 | EN55015:1996 | 9kHz~30MHzClassB | 合格 |
3 | 輻射干擾電磁場發(fā)送 | EN55022:1994EN55015:1996 | 電場GTEM:30MHz~1GHz測磁場:=2m,9kHz~30MHz | 合格未測 |
4 | 靜電放電抗干擾測試 | EN6100042:1995 | 接觸放電:2kV、4kV,+/-大氣放電:2kV、4kV、8kV,+/-級別:2 | 合格合格 |
5 | 射頻場抗輻射干擾測試 | EN6100043:1995 | GTEM,80MHz~1GHz3V/m,AM:1kHz,80% | 合格 |
6 | 抗快速脈沖干擾試驗(yàn) | EN6100044:1995 | 1kV,5kHz,5/50ns,+/-級別:2 | 合格 |
7 | 抗浪涌試驗(yàn) | EN6100045:1995 | 共模:1kV,1.2/50μs,+/-差模:0.5/1kV,1.2/50μs,+/-級別:2 | 合格 |
8 | 射頻共模傳導(dǎo)抗干擾 | EN6100046:1995 | 從AC電源線上的傳導(dǎo)型clamp注入干擾電流150kHz~230MHz,3V,1kHz | 合格 |
9 | 抗電壓跌落和中斷試驗(yàn) | EN61000411:1995 | 中斷:0V,0.5ms/10ms,下跌30%:161V,50ms/1000ms級別:2 | 合格 |
10 | 輸入電流諧波測試 | EN6100032:1995 | 25W以下用級別A標(biāo)準(zhǔn)25W及以上用級別C標(biāo)準(zhǔn) | 合格 |
11 | 影響電壓閃爍的測試 | EN6100033:1995 | 合格 |
圖1傳導(dǎo)干擾電壓測試系統(tǒng)
圖2LISN簡化電路
圖1示出對電子鎮(zhèn)流器傳導(dǎo)干擾電壓測試的系統(tǒng)圖(Rohde&Schwarz)。它由配有IEEE488總線以及EMI測試軟件包ESK1的PC機(jī),EMI接收機(jī)(RSHS10),二線耦合-退耦網(wǎng)絡(luò)器ESH35Z以及待測設(shè)備組成。其中待測鎮(zhèn)流器與ESH35Z均放入一電磁屏蔽室內(nèi),ESH35Z是瑞士Rohde&Schwarz公司生產(chǎn)的一個電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)〔LineImpedanceStabilisationNetwork(LISN)〕的產(chǎn)品,圖2示出LISN的簡化電路,它的作用就是在輸入電源的L和N端分別對地接入一個150Ω電阻,由于高頻扼流圈L1,L2(約250μH)的插入,使得150Ω上的RF電壓均來自待測的電子鎮(zhèn)流器,我們可用一個輸入阻抗為50Ω的已校準(zhǔn)好的EMI測試接收機(jī)ESHS10(或頻譜分析儀)在指定的帶寬下對之進(jìn)行測試。這個LISN含有撥動開關(guān)可分別測試L線和N線上的RF電壓。整個測試是在軟件包ESK1的控制下進(jìn)行的。
圖3表示對一個節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器的傳導(dǎo)干擾電壓的測試結(jié)果。圖中曲線A表示Previewtest時接收機(jī)使用準(zhǔn)峰值檢波得出的測量結(jié)果,曲線B表示Previewtest時接收機(jī)使用平均值檢波得出的另一測量結(jié)果,打X者和打+者分別表示準(zhǔn)峰值檢波和平均值檢波的Finaltest數(shù)值。所謂finaltest就是指在曲線A,B的基礎(chǔ)上各找出6個極大值(這6個值均要超出極限線或以一個小于10dBμV的距離接近極限線),在每個極大值附近再掃頻一次,一般是掃6個點(diǎn),得出相應(yīng)6個干擾電壓值然后求平均,這些平均值就用X和+來表示,統(tǒng)稱為Finaltest點(diǎn)。要判斷該產(chǎn)品是否合格,就是看所有X點(diǎn)是否在準(zhǔn)峰值檢波的極限線(即C線)之下以及所有+點(diǎn)是否在平均值檢波的極限線(即D線)之下,如果這兩個條件都滿足,我們就認(rèn)定該產(chǎn)品通過了此項(xiàng)測試。表2給出了EN55015及EN55022ClassB的傳導(dǎo)干擾電壓極限允許值。
頻率范圍 | 掃頻步長 | 接收機(jī)中頻帶寬 | 平均值檢波極限電平 | 準(zhǔn)峰值檢波極限電平 |
---|---|---|---|---|
0.009MHz~0.05MHz | 0.1% | 200Hz | 無要求 | 110dBμV |
0.05MHz~0.15MHz | 0.1% | 200Hz | 無要求 | 90~80dBμV* |
0.15MHz~0.5MHz | 0.1% | 10kHz | 56~46dBμV* | 66~56dBμV* |
0.5MHz~5.0MHz | 0.1% | 10kHz | 46dBμV | 56dBμV |
5.0MHz~30.0MHz | 0.1% | 10kHz | 50dBμV | 60dBμV |
*極限電平隨頻率對數(shù)作線性減小 | ||||
EN55015頻率范圍:0.009MHz~30.0MHz(用于照明) | ||||
EN55022頻率范圍:0.15MHz~30.0MHz(用于電子控制) |
表2EN55015、EN55022classB的傳導(dǎo)干擾電壓極限允許值
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