電磁傳導(dǎo)和輻射發(fā)射是產(chǎn)品發(fā)射的射頻(RF)能量,調(diào)節(jié)射頻輻射水平以確保它們不會對其他電子產(chǎn)品造成不合理的傷害。在低頻率(小于約30MHz)下,大多數(shù)電子設(shè)備的導(dǎo)體和電纜作為天線是無效的,因此輻射發(fā)射不是問題。在這些低頻率下,導(dǎo)體和電纜可以通過共用電源或負(fù)載傳導(dǎo)RF能量并引起其他電子產(chǎn)品的問題,而在高頻率(大約30 MHz以上),導(dǎo)體和電纜的阻抗足以衰減傳導(dǎo)能量防止它成為一個問題。但是,在這些更高的頻率下,
在美國銷售的大多數(shù)工業(yè)和消費(fèi)電子產(chǎn)品必須符合FCC法規(guī)Title 47 Part 15中所述的傳導(dǎo)和輻射排放標(biāo)準(zhǔn),通常稱為FCC第15部分。在歐洲銷售的產(chǎn)品的類似標(biāo)準(zhǔn)受歐洲法規(guī)管轄CISPR 22 / EN 55022.這兩套規(guī)定都描述了傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的限值,并應(yīng)用于最終系統(tǒng),包括內(nèi)部或外部電源。雖然這兩套法規(guī)是由不同的組織創(chuàng)建和管理的,但它們的構(gòu)建是相似的或“協(xié)調(diào)一致的。
”協(xié)調(diào)這些法規(guī)的一個好處是,設(shè)計滿足一套法規(guī)的產(chǎn)品通常可以確保它也滿足其他規(guī)定中規(guī)定的要求,傳導(dǎo)輻射規(guī)范涵蓋150 kHz至30 MHz頻率范圍內(nèi)的輻射。一組單獨(dú)的輻射發(fā)射規(guī)范涵蓋了30 MHz或更高的頻譜,傳導(dǎo)與輻射發(fā)射的測試程序和工具略有不同,用于緩解EMC問題的濾波器組件相似但電氣值不同。
傳導(dǎo)發(fā)射頻帶低于輻射發(fā)射頻帶,因此,用于解決傳導(dǎo)發(fā)射的濾波器組件在電學(xué)和物理上將大于解決輻射發(fā)射所需的電氣和物理。傳導(dǎo)與輻射發(fā)射的測試程序和工具略有不同,用于緩解EMC問題的濾波器組件相似但電氣值不同,傳導(dǎo)發(fā)射頻帶低于輻射發(fā)射頻帶,因此,用于解決傳導(dǎo)發(fā)射的濾波器組件在電學(xué)和物理上將大于解決輻射發(fā)射所需的電氣和物理。
傳導(dǎo)與輻射發(fā)射的測試程序和工具略有不同,用于緩解EMC問題的濾波器組件相似但電氣值不同。傳導(dǎo)發(fā)射頻帶低于輻射發(fā)射頻帶,因此,用于解決傳導(dǎo)發(fā)射的濾波器組件在電學(xué)和物理上將大于解決輻射發(fā)射所需的電氣和物理。
EMC測試用于電源
大多數(shù)內(nèi)部安裝的電源都經(jīng)過設(shè)計和測試,符合EMC法規(guī),并且測試是在配置為獨(dú)立產(chǎn)品的情況下執(zhí)行的,將電源安裝到系統(tǒng)后,還必須對完成的系統(tǒng)進(jìn)行測試,以確保其符合EMC規(guī)定。將符合要求的電源集成到系統(tǒng)中可以最大限度地降低系統(tǒng)測試期間與EMC相關(guān)的問題的可能性,但不能保證完成的系統(tǒng)將通過排放測試。
許多內(nèi)部安裝的電源供應(yīng)商將提供推薦的電路,以解決系統(tǒng)集成過程中遇到的EMC問題,由于每種應(yīng)用的要求各不相同,因此這些建議由設(shè)計人員自行決定; 這條路,
同樣,大多數(shù)墻插式和桌面式外部電源也經(jīng)過設(shè)計和測試,符合EMC法規(guī)作為獨(dú)立單元,如果電源客戶是將電源與負(fù)載組合在一起的制造商,則他們將需要執(zhí)行測試以確保整個系統(tǒng)符合EMC規(guī)定。由于電路安裝在一個封閉的外殼中,因此與內(nèi)部安裝的電源相比,添加外部組件以解決EMC問題對于墻上插座和桌面版本來說將更具挑戰(zhàn)性。
電源的EMC監(jiān)管測試是使用靜態(tài)電阻負(fù)載執(zhí)行的,但幾乎所有電源都基于開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)?,開關(guān)穩(wěn)壓器固有地產(chǎn)生傳導(dǎo)和輻射發(fā)射,這需要在電源設(shè)計中得到緩解,施加到電源的負(fù)載可能產(chǎn)生額外的排放。通過允許獨(dú)立電源測試結(jié)果中的余量考慮到負(fù)載施加到電源時的變化來解決組合電源和負(fù)載的傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的不確定性。
早期測試的情況
延遲系統(tǒng)EMC測試的另一個常見原因是誤解了電源會導(dǎo)致EMC問題,因此,如果電源已通過獨(dú)立的監(jiān)管測試,系統(tǒng)將通過測試,在許多情況下,電源是系統(tǒng)內(nèi)EMC問題的責(zé)任的接受者,實際上,它只是“信使”。
雖然系統(tǒng)執(zhí)行和輻射EMC問題通常在項目結(jié)束時得到解決,但計劃中的那個階段可能是引入意外任務(wù)和延遲的最糟糕時間,更合理且通常成本更低的策略是在系統(tǒng)組裝開始后立即執(zhí)行初步EMC一致性測試,在項目早期,計劃更靈活,設(shè)計團(tuán)隊更容易接受設(shè)計中的修改。
到項目結(jié)束時,已經(jīng)在設(shè)計系統(tǒng)以滿足性能標(biāo)準(zhǔn)方面付出了很多努力,并且如果出現(xiàn)EMC合規(guī)性問題,則電源被視為合規(guī)性工作的最簡單目標(biāo),而不會影響其他系統(tǒng)性能參數(shù)。盡管該系統(tǒng)通常是RF發(fā)射的來源,但是電源的輸入和輸出上的電纜可以用作輻射發(fā)射的天線和用于傳導(dǎo)發(fā)射的導(dǎo)體。
通??梢栽陔娫粗刑砑釉肼曇种平M件以解決EMC問題,但應(yīng)將此活動視為減輕問題的影響而不是解決問題的根源,與電源相關(guān)的EMC抑制活動需要設(shè)計團(tuán)隊的時間,并可能影響與電源相關(guān)的安全證書。安全證書的任何更改也需要電源供應(yīng)商的時間和資源,如果添加傳導(dǎo)和輻射發(fā)射抑制組件不足以充分減少EMC問題,則可能需要修改系統(tǒng)電路以最小化RF信號的產(chǎn)生。
對于使用內(nèi)部電源的產(chǎn)品,EMC噪聲抑制組件可以添加到饋入電源的導(dǎo)線上,也可以添加到電源輸出和系統(tǒng)電源輸入之間的電纜上,旁路電容和鐵氧體磁芯是用于創(chuàng)建濾波器以解決EMC問題的抑制組件。鐵氧體磁芯引入額外的電感阻抗與非預(yù)期噪聲的路徑串聯(lián),旁路電容提供低阻抗路徑來分流噪聲信號,以最大限度地減少信號傳播。
采用外部電源的系統(tǒng)在電源的輸入或輸出路徑上添加EMC抑制組件的能力可能更受限制。輻射發(fā)射問題通常通過在電源和系統(tǒng)之間的電纜上放置鐵氧體磁芯來解決。與傳導(dǎo)發(fā)射相關(guān)的關(guān)注頻率足夠低,使得安裝在電源線周圍并緩解EMC問題所需的鐵氧體磁芯的尺寸對于許多應(yīng)用來說是不可接受的。通過與電源供應(yīng)商合作修改現(xiàn)有電源的設(shè)計或選擇包含增強(qiáng)型傳導(dǎo)發(fā)射抑制組件的不同外部電源,通常可以最容易地解決在具有外部電源的系統(tǒng)中觀察到的傳導(dǎo)發(fā)射問題。
預(yù)合規(guī)測試
傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的最終測試需要在經(jīng)過認(rèn)證的實驗室中使用校準(zhǔn)的測試設(shè)備和受控的電氣環(huán)境進(jìn)行。測試實驗室將合作在設(shè)計階段早期進(jìn)行預(yù)合規(guī)測試。如果設(shè)計團(tuán)隊希望自己進(jìn)行預(yù)合規(guī)測試,則可以在具有最少量測試設(shè)備的房間中進(jìn)行測試。傳導(dǎo)發(fā)射測試所需的設(shè)備是線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)和頻譜分析儀。
LISN是一種無源網(wǎng)絡(luò),用于最大限度地降低商用電力線傳導(dǎo)的噪聲,還提供受控阻抗測試端口,用于監(jiān)測被測設(shè)備(EUT)的傳導(dǎo)發(fā)射。用于傳導(dǎo)發(fā)射測試的頻譜分析儀可以是一個基本模型,能夠執(zhí)行150 kHz至30 MHz的測量。許多頻譜分析儀供應(yīng)商都能夠執(zhí)行準(zhǔn)峰值測量,并在顯示屏中加入一致性參數(shù)限制,以簡化EMC一致性測試。
可以使用頻譜分析儀和適當(dāng)?shù)奶炀€完成輻射發(fā)射的初步測試,頻譜分析儀應(yīng)具有從30 MHz到至少900 MHz進(jìn)行測量的能力。頻譜分析儀執(zhí)行準(zhǔn)峰值測量并在顯示屏中顯示一致性參數(shù)限制的能力將使初步測試任務(wù)更容易執(zhí)行,用于初步輻射發(fā)射測試的天線應(yīng)具有與頻譜分析儀類似的帶寬以及需要知道的增益與頻率特性,最好能夠在輻射發(fā)射EMC天線和EUT之間至少三米(10英尺)的電氣安靜的房間內(nèi)進(jìn)行輻射發(fā)射測試。
大多數(shù)管理團(tuán)隊都非常欣賞在預(yù)算范圍內(nèi)提前完成的項目,遺憾的是,EMC合規(guī)性問題可能是項目最后一刻預(yù)算和計劃增加的常見來源,在項目的系統(tǒng)組裝階段執(zhí)行預(yù)執(zhí)行EMC測試有助于消除影響預(yù)算和計劃的設(shè)計的最后一刻更改。預(yù)合規(guī)性EMC測試還有助于確保在最終合規(guī)性測試期間不會出現(xiàn)任何問題,全功能電源供應(yīng)商(如CUI)擁有設(shè)備和經(jīng)驗,可協(xié)助進(jìn)行電源設(shè)計和選擇,包括預(yù)合規(guī)和最終EMC測試。
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