专业EMC测试保证电源模块的品质

前言

随着电气电子技术的快速发展,各种电子产品及设备层出不穷,功能日益复杂,最终导致了我们周围的电磁环境日益复杂和恶化。面对着这样的问题,电气电子产品的电磁兼容性EMC(电磁干扰EMI与电磁抗扰EMS)问题也受到各国政府和生产企业的日益重视。

致远电子从成立初期就对产品的EMC性能比较重视,并花巨资购进一大批国外先进设备,组建了EMC实验室。因为我们深刻的意识到,电子产品的EMC性能与产品本身的工作可靠性息息相关,而且糟糕的EMC性能还有可能会影响到其他设备和系统的正常工作。

EMC简介

EMC(电磁兼容性)的全称是Electro Magnetic Compatibility。电磁兼容的是在相同电磁环境中不同设备都能够正常运转,而且不对此环境中的任何设备产生难以忍受的电磁干扰的能力。因此电磁兼容包括电磁干扰(EMI,Electromagnetic Interference)和电磁抗扰(EMS,Electromagnetic Susceptibility)两部分;EMI为电磁场伴随着电压、电流的作用而产生,EMS为产品在使用过程中不受周围电磁环境影响的能力。

提高电源系统EMC性能的方法

由于电子集成度越来越高,开关电源以其体积小、效率高、重量轻等优点,已在各种电子设备上广泛使用。而开关电源通常以较高频率工作,对周围的电子设备有较大干扰。因此,怎样设计出一个EMC性能优越的电源系统,成了我们设计产品时的关键一环。

对于电源系统的设计,我们需要关注下图中的几点内容。

上图描述的是一个比较完备的设计方案,但在实际应用时,设计者会以最低的成本及最快捷的手段获得较好的EMC性能。所以选用高品质的电源是解决产品EMC性能最有效的手段,同时也能缩短设计者的研发周期,赢得先机抢占市场。

高品质电源的主要可以从电源的电磁兼容性能进行选择,一般好的EMC性能都能表征电源的整体品质。我们的灌胶模块均严格按照电磁兼容相关标准设计,同时经过我们的内部EMC实验室测试,测试结果均满足相关标准要求。

如何通过EMC测试保证电源模块的品质

为了提升品牌价值,致远电子建立了EMC测试平台、失效分析平台、可靠性测试平台、物料平台等六大平台来保障我们的产品的质量与可靠性。其中EMC测试平台保证始终贯穿在致远电子的研发过程中,将各种不当的设计拦截在产品研发阶段。

致远电子EMC实验室除了需要暗室的试验项目无法测试外,其他大部分电源测试项目均能按相关标准进行测试。主要可进行测试的项目有:电源线传导骚扰测试、静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、雷击(浪涌)抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度等六大项目。

1、电源线传导骚扰测试(CE)

传导骚扰测试主要是测试电源产品通过电源线向外传导的电磁骚扰电平,并通过相关测试标准来规定测试方法及骚扰限值。最终使产品在同一使用环境中不会干扰到其他用电设备。

2、静电放电抗扰度(ESD)

本测试项目主要是测试评估电气和电子设备遭受静电放电时的性能,同时还包括从人体到靠近关键设备的物体之间可能发生的静电放电。

3、电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT)

本测试项目主要是评估电气和电子设备的供电电源端口、信号、控制和接地端口在受到电快速瞬变脉冲群干扰时的性能。电快速瞬变脉冲群主要是模拟电路中,机械开关对电感性负载的切换时,对同一电路中的其他电气和电子设备产生的干扰。这类干扰的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。

4、雷击(浪涌)抗扰度(SURGE)

雷击抗扰度测试主要是测试设备对由开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌冲击的抗扰度。

实际应用中干扰源有:

1、雷击(主要模拟间接雷):例如,雷电击中户外线路,有大量电流流入外部线路或接地电阻,因而产生的干扰电压;间接雷击(如云层间或云层内的雷击)在线路上感应出的电压或电流;雷电击中了邻近物体,在其周围建立了电磁场,当户外线路穿过电磁场时,在线路上感应出了电压和电流;雷电击中了附近的地面,地电流通过公共接地系统时所引入的干扰。

2、切换瞬变:例如,主电源系统切换时(例如补偿电容组的切换)产生的干扰;同一电网中,在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰;切换有谐振线路的晶闸管设备;各种系统性的故障,例如设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障,上述情况都能产生较大干扰。

5、射频场感应的传导骚扰抗扰度(CS)

本实验主要是评估电气和电子设备受到射频电磁场辐射时的性能好坏。根据GBT17626的规定,测试主要骚扰源是来自9kHz~80MHz频率范围内射频发射机产生的电磁场。该电磁场会作用于电气、电子设备的电源线、通信线和接口电缆等连接线路上,这些连接引线的长度则可能与干扰频率的几个波长相当,因此,这些引线就变成被动天线,接受外界电磁场的感应,引线电缆就可以通过传导方式耦合外界干扰到设备内部(最终以射频电压和电流所形成的近场电磁骚扰到设备内部)对设备产生干扰。

6、电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度(DIP)

此测试项目主要是评估电源抗击输入端电压突变效应的能力。电压暂降、短时中断是由电网、电力设施的故障或负荷突然出现大的变化引起的。在某些情况下会出现两次或更多次的连续暂降或中断。而电压变化是由连接到电网的负荷连续变化引起的。

有了上述六种测试,可以保证电源在上述5种的模拟环境中不受干扰,稳定可靠运行;同时通过了传导骚扰测试,可以保证电源工作时不会影响的同一供电网络的其他设备的工作状态。最终为客户建立一个稳定可靠的供电系统。

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