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IEC 61000-4-19差模传导抗扰度简介


  1 引言

  电磁兼容性是电气和电子设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容问题是影响环境及产品质量的重要因素之一,其标准化工作已引起国内外的普遍关注。

  随着工业电子的日益更新,电子产品会暴露在更为复杂的电磁环境下。这就对电子产品的电磁兼容能力有更大的要求,本文主要针对低频差模传导抗扰度进行讨论研究。生活中,我们有些电子产品经常会与如逆变器(如电梯驱动器、滑雪缆车驱动器、光伏(PV)设施)、具有PLC数据传输功能的智能电表、开关电源(如用在紧凑型灯、计算机和电视机)、不间断电源(UPS)、变速驱动器(如热泵)、数字视频光盘播放器(DVD)靠近,而这类设备所产生的干扰主要为2~150kHz差模传导骚扰,该骚扰可能会一些电子产品(感应类产品,如电表、调光灯、读卡器、信用卡终端、报警系统、微波炉、智能钥匙等等)有极大的危害,会导致其功能异常、性能下降。

  2 试验介绍

  2.1 试验波形介绍

  2kHz~150kHz频率范围内的差模传导骚扰和通信信号可影响安装在所有电磁环境中的设备和系统性能。因此,在该频段考虑了差模骚扰和通信信号。相比对其他端口的耦合,这些骚扰和通信信号对交流电源端口的耦合能更强,为了验证这样的抗扰度,《IEC 61000-4-19 电磁兼容 试验和测量技术 交流电源端口2 kHz~150 kHz差模传导骚扰和通信信号抗扰度试验》在2kHz~150kHz频率范围内规定了电压和电流两种试验:

  2.1.1 具有间歇期的CW 脉冲试验波形

  试验按如下进行:施加正弦信号(CW)脉冲序列,频率fi从2kHz增加到150kHz,并按如下规定间歇一定的时间(见下图):

       A,各CW 脉冲持续时长(驻留时间)为Tpulse。

  B,在各CW 脉冲之间,试验信号(电压或电流)电平为0,持续时长Tpause为300ms±200ms。

  C,驻留时间Tpulse应不短于EUT被激励并产生响应所需的时间,至少不短于3s。

  D,每个特定CW试验频率的一个试验周期的时长为Tpulse+Tpause。

  E,CW 试验信号的起始频率应为2kHz,频率步进应按2%增加,即fi+1=1.02×fi。

  F,试验电压(频率fi,fi+1)在CW 脉冲结束的关断时间点以及CW 脉冲开始的开启时间点不必与CW试验信号的过零点同步。

用于差模试验的、具有间歇期的CW 脉冲试验波形

  2.1.2 矩形调制PM试验波形

  施加调制PM,PM内的CW频率从2kHz增加到150kHz,用于调制的PM频率有4个,占空比为50%(见下图)。

  A,频率为fi时,对每个PM调制频率,脉冲序列的持续期(驻留时间)为Tpulse=3s。

  B,PM的起始频率应为2kHz, 频率步进应按2%增加,即fi+1=1.02×fi。两个驻留时间之间的间歇期时长为300ms±200ms。对于用矩形PM调制的4个规定试验,调制频率f调制分别为3Hz,101Hz,301Hz和601Hz。

  C,当调制频率为fmod时,调制周期Tmod=1/fmod。

  D,脉冲开始和结束时的时间点不必与脉冲的过零点同步。

用于差模试验的矩形脉冲调制试验波形

  2.2 差模电压试验

  2.2.1 差模电压试验连接示意图

      注:

  1、 图中以三相为例,接线图为L1~N

  2、 当EUT为单相电源输入时,差模电压试验应按L—N进行;当EUT为三相电源输入时,差模电压试验应按L1—N、L2—N、L3—N、L1—L2、L2—L3、L3—L1 依次进行

  2.2.2 差模电压试验等级

  以下表格和频率图给出了针对交流电源端口在2kHz~150kHz频率范围内进行差模电压试验的试验等级。

  

  2.3 差模电流试验

  2.3.1 差模电流试验连接示意图

  

  注:

  1、图中以三相为例,接线图为L1

  2、当EUT为单相相电源输入时,差模电流试验应按L、N 依次进行;当EUT为三相电源输入时,差模电流试验应按L1、L2、L3、N 依次进行

  2.3.2 差模电流试验等级

  以下表格和频率图给出了2kHz~150kHz频率范围内差模电流试验的试验等级。

  

  2.4 试验等级的选择

  按以下规则来对环境进行分类:

  2.4.1 1类:良好保护的环境

  安装方式具有以下特点:

  A,内部供电网络与配电网隔离,例如使用了专门的隔离变压器;

  B,电子设备通过接地和专门的滤波,对穿过设施传输的潜在差模骚扰信号进行了足够的衰减,防止干扰进出网络。

  这样的特殊安装也许只可在实验室和有专门保护的工业环境中看到。计算机房可代表这类环境。

  2.4.2 2类:受保护的环境

  安装方式具有以下特点:

  A,与低压电网直连;

  B,电子设备通过接地和专门的滤波,对穿过设施传输的潜在差模骚扰信号进行了足够的衰减,防止干扰进出网络。

  这样的安装可出现在采取了专门干扰防护措施的商业、居住和工业环境。没有使用向地网注入杂散电流的电力变换器。

  工厂和电站专门建筑内的控制室或终端室可代表这类环境。

  2.4.3 3类:典型的居住、商业和轻工业环境

  安装方式具有如下特点:

  A,与低压或中压电网直连;

  B,电子设备与设施的接地系统(地网)连接;

  C,使用了向地网注入杂散电流的电力变换器。

  2.4.4 4类:严酷的工业环境

  安装方式具有如下特点:

  A,与低压或中压电网直连;

  B,电子设备与设施的接地系统(地网)连接,该接地系统也是高压设备和系统的公共地;

  C,使用了向地网注入杂散电流的电力变换器。

  气体绝缘变电站、户外高压(HV)变电站、相关的电厂可代表这类环境。

  通常,这个等级不适用于居住和商业环境。

  2.4.5 X类:有待分析的特殊环境

  通过对特殊安装条件进行分析或调查,可规定比上述类别对应试验等级更高或更低的抗扰度要求。

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