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电磁兼容测试仪的测试实质技术分析以及测试办法《资讯》针阀

文章来源:金达机械网  |  2020-11-13

2017-12-01 09:07:36来源:贤集网 周莹

原标题:电磁兼容测试仪的测试实质、技术分析以及测试办法

电磁兼容测试仪是测试电子、电气和机电及其组件辐射发射的设备,以此可以鉴定其辐射是否符合标准的要求,在很多领域中被广泛使用。下面,贤集网的小编就来为大家介绍一下电磁兼容测试仪的测试实质、技术分析以及测试办法。

当前,日益恶化的电磁环境,使我们逐渐关注设备的工作环境,日益关注电磁环境对电子设备的影响,从设计开始,融入电磁兼容设计,使电子设备更可靠的工作。

电磁兼容设计主要包含浪涌(冲击)抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。

电磁兼容测试仪的测试实质

1、辐射发射测试

测试电子、电气和机电设备及其组件的辐射发射,包括来自所有组件、电缆及连线上的辐射发射,用来鉴定其辐射是否符合标准的要求,一致在正常使用过程中影响同一环境中的其他设备。

2、传导骚扰测试

为了衡量设备从电源端口、信号端口向电网或信号网络传输的骚扰。

3、静电放电抗扰度测试

测试单个设备或系统的抗静电放电干扰能力,它模拟:操作人员或物体在接触设备时的放电;人或物体对临近物体的放电。静电放电可能产生一下后果:直接通过能量交换引起半导体器件的损坏、放电所引起的电场磁场变化,造成设备的误动作。放电的噪声电流导致器件的误动作。

4、射频辐射电磁场的抗扰度测试

对设备的干扰往往是设备操作、维修和安全检查人员在使用移动电话时所产生的,无线电台、电视发射台、移动无线电发射机和各种工业电磁辐射源,以及电焊机、晶闸管整流器、荧光灯工作时产生的寄生辐射,都会产生射频辐射干扰。测试的目的时建立一个共同的标准来评价电子设备的抗射频辐射电磁场干扰能力。

5、快速瞬变脉冲群的抗扰度测试

电路中机械开关对电感性负载的切换,通常会对同一电路中的其他电气和电子设备产生干扰。测试的机理是利用群脉冲产生的共模电流流过线路时,对线路分布电容能量的积累效应,当能量积累到一定程度时就可能引起线路(乃至设备)工作出错。通常测试设备一旦出错,就会连续不断的出错,即使把脉冲电压稍稍降低,出错情况依然不断的现象加以解释。脉冲成群出现,脉冲重复频率较高,波形上升时间短暂,能量较小,一般不会造成设备故障,使设备产生误动作的情况多见。

6、浪涌抗扰度测试

雷击主要模拟间接雷,如雷电击中户外线路,有大量电流流入户外线路或接地电阻,产生干扰电压。在线路感应的电压和电流,雷电击中临近物体产生电磁场,在线路上感应的电压和电流,雷击中地面,地电流通过公共接地系统时所引入的干扰。

切换瞬变:主电源系统切换时产生的干扰,同一电网大型开关跳动时产生的干扰。

7、射频场感应的传导抗扰度测试

通常情况下设备的引线的长度可能与干扰频率的几个波长相当,这些引线就可以通过传导方式对设备产生干扰,没有传导电缆的设备不需要做此项测试。

在通常情况下,被干扰设备的尺寸要比频率较低的干扰波的波长小的多,相形之下,设备引线的长度可能达到干扰波的几个波长,这样,设备引线就变成被动天线,接受射频场的感应,变成传导干扰入侵设备内部,最终以射频电压电流形成的近场电磁场影响设备工作。

8、电压跌落、断时中断和电压渐变抗扰度测试

电压瞬间跌落、断时中断是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化所引起的。电压变化是由连接到电网中的负荷连续变化引起的。

电磁兼容测试仪的技术分析

1、电磁干扰的主要形式

电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统,影响系统工作,其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。

(1)、传导:传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz)。在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。

(2)、辐射:通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较高的部分(高于30MHz)。辐射的途径通过空间传递,在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。

(3)、共阻抗耦合:当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。在电源线和接地导体上传导的骚扰电流,多以这种方式引入到敏感电路。

(4)、感应耦合:通过互感原理,将在一条回路里传输的电信号,感应到另一条回路对其造成干扰。分为电感应和磁感应两种。

对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策:传导采取滤波(如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用),辐射干扰采用减少天线效应(如信号贴近地线走)、屏蔽和接地等措施,就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力,也可以有效的降低对外界的电磁干扰。

2、电磁兼容设计

对于一个新项目的研发设计过程,电磁兼容设计需要贯穿整个过程,在设计中考虑到电磁兼容方面的设计,才不致于返工,避免重复研发,可以缩短整个产品的上市时间,提高企业的效益。一个项目从研发到投向市场需要经过需求分析、项目立项、项目概要设计、项目详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、项目投产、投向市场等几个阶段。

在需求分析阶段,要进行产品市场分析、现场调研,挖掘对项目有用信息,整合项目发展前景,详细整理项目产品工作环境,实地考察安装位置,是否对安装有所限制空间,工作环境是否特殊,是否有腐蚀、潮湿、高温等,周围设备的工作情况,是否有恶劣的电磁环境,是否受限与其他设备,产品的研制成功能否大大提高生产效率,或者能否给人们的生活或工作环境带来很大的方便,操作使用方式能否容易被人们所接受,这就要求项目产品要满足现场功能需要、易于操作等,最后要整理详细的需求分析报告,以供需求评审。

经过企业内部相关负责人的评审之后,完善需求分析报告,然后是项目立项,项目立项需要组建项目组,把软件、硬件、结构、测试等人员安排到项目组中,分配各自的职责。项目开发的下一阶段是项目概要设计,将项目分解成多个功能模块,运用WBS分解结构对项目进行功能分解细化,根据工作量安排时间,安排具体人员。整理项目概要设计报告,总体对项目进行评估,确定使用电源类型,电源分布情况,电源隔离滤波方式,系统接地方式,产品屏蔽,产品结构采用屏蔽设计,采用屏蔽机箱机壳,分析信号类型,对雷电、静电、群脉冲等干扰采取防护措施。

产品概要设计报告出来后要经过相关人员评审,分析实现方式是否合理,实施方案是否可行,由评审人员给出评审报告,项目组结合评审报告对概要设计进行修改后,进入产品详细设计阶段,这阶段的内容包括原理图设计、PCB设计、PCB采购及焊接、软件编写、功能调试等过程,原理图设计应考虑到电磁兼容方面的影响,对板级电源增加滤波电容,对信号的接口部分增加滤波电路,根据信号类型,选择合适的滤波电路,若信号为低频型号,应选择低通滤波电路,计算合适的截至频率,选择对应的电阻、电容等。另对接口部分设计大电流泄放回路,设置防雷器件,做到第三级的防雷。

电磁兼容测试仪的测试办法

系统功能测试,满足现场功能需要后,进行电磁兼容测试,电磁兼容测试容易出问题是静电、群脉冲、浪涌、射频场传导等。

1、静电抗扰度检测

参与了几个项目的静电抗扰度检测,对静电有一定认识。静电分为接触放电和空气放电,静电是积累的高压,当接触到设备的金属外壳时会瞬间放电,会影响到电子设备的正常工作,可能引起设备故障或重启,在安全性要求较好的场合这是不允许的。

静电会影响显示效果,可能出现显示闪烁或黑屏,影响正常显示和操作。静电还可能引起CPU工作异常,程序死机或重启。如果在产品详细设计阶段采用电磁兼容的相关设计,做静电试验不必过分担心,通过设计,对静电积累的电荷进行良好的泄放,不会影响系统的正常工作。

2、电快速瞬变脉冲群抗扰度检测

电快速瞬变脉冲群是一系列的高频高压瞬变脉冲施加在设备上,观察设备是否受到其影响。防护群脉冲主要的方法是“疏导”“堵”,“疏导”就是提供泄放回路,是干扰在进入系统之前,泄放至大地,良好的屏蔽层接地,可以泄放大部分动干扰,“堵”是使群脉冲滤除在设备之外,增加磁环,效果明显,封闭磁环的效果好于对扣磁环,也可以将磁环加入到板级中,固定在印制板中,这样使设备更可靠。对电源线、信号线、通讯线两端增加磁环,可以对群脉冲干扰进行防护。

3、雷击浪涌检测

雷击浪涌主要包含两个方面,一个是电源防雷,一个是信号防雷。

电源防雷主要是针对系统级而言的,系统级设计要按照三级防雷设计,总电源进入端设置电源防雷(如OBO公司的V20-C/3-PH 385),可以对系统的电源进行一级防护,电源经过电源防雷后,进入隔离变压器,隔离变压器可以对电磁干扰信号进行较好的防护,抑制其对系统的影响。后进入UPS,UPS可以滤除一部分干扰信号,这样电源再进入系统设备,电源是一种纯净的电源,可以使系统更好、更可靠的工作。

信号防雷是对系统的信号通路进行防护,主要涉及的是板级设计,在板级设计中增加防雷器件,如气体放电管,增加TVS泄放回路,当有大电流时通过配套电阻和TVS、气体放电管泄放,对后级电路起到保护作用。而后信号进行光电隔离,再进入系统,系统可以采集到一个稳定的信号,使系统正常分析判断,正常发出指令,正常工作。另一方面就是设计较宽的信号范围,信号正常波动时,系统正常工作。

4、射频场感应传导的抗扰度检测

射感试验可能会对显示信号、采集驱动等造成影响,可能使显示闪烁或黑屏,影响设备操作,可能使采集驱动工作异常,采集不到需要的信号,无法驱动现场设备。

射频试验是0.15k~80M频率范围内对信号线、电源进行干扰,3级强度是10V/m。射感防护的原则是将电源、信号线的屏蔽做好,屏蔽层良好接地,选择合适频率进行滤波,将干扰滤除。

5、辐射发射检测、射频场辐射抗扰度检测

该测试主要是测试系统的抗射频信号及整体屏蔽性能,只要系统做好良好的屏蔽,系统地线接地良好,系统就可以通过检测。通过相关电磁兼容测试,产品就可以推向市场,进行试运行了,对试运行中出现的问题,进行汇总,以备产品的改进。

以上,就是贤集网小编为您介绍的电磁兼容测试仪的测试实质、技术分析以及测试办法。如今市场上有很多电子产品,这些产品都需要满足电磁兼容测试标准才可以让用户放心使用,电磁兼容测试仪可以极大减少电磁干扰事故。

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