预习思考题
你认为电源线与那些电磁兼容试验项目有关?
我们借助一个建筑物来说明电源线在电磁兼容中地位。
这是一个房屋,他的主体,当然主要是围墙和屋顶,相当于我们的屏蔽机箱。这是保证屋内安全必不可少。
房屋必须得有大门,这个大门就是电源线。
另外, 房屋还必须得有窗户,窗户就是I/O电缆。
通过上面的比喻,我们可以知道,电源线对于保证房屋内部的安全多么重要。有过装修经验的都知道,我们会花费很多时间来选择一个可靠的防盗门,我们知道这扇门的重要性。
前一段时间,我跟去朋友回浙江农村老家玩。发现村里基本都是漂亮的独栋2-3层别墅,非常震撼。更震撼的是,大部分的别墅大门都敞开的,而里面或者没人,或者仅有一个老人。这在城市里是不可想象的,很多人锁上门还有反复试验是不是锁好。
工作在现代电磁环境中的电子产品也是这样,电源线带来了巨大的威胁。
我们这个课程的名字是“顺利通过EMC试验”,因此,我们分析电源线的问题当然是从试验项目入手。
图中,我们列出了一些与电源线直接有关的试验。
凡是与电源线直接相关的试验,都是传导性的试验,也就是以“C”开头的试验。首当其冲的就是传导发射试验。图中所列出的CE101、CE102,这些的含义我们前面已经做了介绍。
其次是传导敏感性试验,也就是“CS”类型的试验。
传导敏感性试验是模拟来自电网的骚扰和来自空间的骚扰。
CS101、CS106模拟来自电网的骚扰。CS101主要是低频骚扰,这些骚扰可以认为是其他设备的CE101产生的,也就是谐波骚扰。
CS106是浪涌电压骚扰,它可以有两种来源,一种是雷电产生的,另一种是同一个电网上的其他负载上电或断电时产生的。
图中所示的感应传导敏感性是模拟来自空间的骚扰。需要注意的是,这些感应传导敏感性以差模和共模的方式分别注入。这在考虑防护时需要注意。
间接与电源线有关的试验,意味着,虽然这些试验不是在电源线上做,但是设备能否通过这些试验与电源线的处理有密切的有关。
图中可以看到,这些试验虽然是辐射性的试验,但是,由于电源线充当了辐射和接收电磁波的天线的角色,因此,电源线的处理与能否通过这些辐射性的试验有密切的关系。
在实际中,当RE102试验失败时,往往经过很长时间的整改,也不能通过试验。因为,很多设计师没有认识到电源线对辐射发射的影响。大部分设计师在遇到RE102试验失败时,会首先检查机箱/机柜的泄漏,关心机箱上孔洞、缝隙、显示窗等。我的经验表明,90%以上的场合,辐射发射问题都电源线有关。
ESD之所以与电源线有关,是因为,ESD的一种主要效应就是产生电磁辐射,辐射的电磁场能量最容易被电源线所接收,进入设备内部电路。
大家要充分重视电源线产生的电磁辐射。
虽然传导发射CE102仅对传导发射限制到10MHz,但并不意味着我们仅需要考虑电源线在10MHz以下的传导发射。因为,10MHz以上的传导实际上受RE102的管制。
这体现了前面所论述的,电源线会导致电磁辐射的概念。
之所以这个概念很重要,是因为,我们在使用滤波器控制电源线的传导发射时,需要对滤波器的高频滤波特性提出要求。否则,设备可能出现RE102试验失败的问题。
后面,我们会看到,滤波器的高频滤波特性,不仅与滤波器自身的特性有关,还与滤波器的安装方式有很大关系。
下图是CE102试验的布置要求。图中对受试设备的电源线、I/O电缆的摆放提出了细致的要求,如果不按照这样的要求进行摆放,会出现什么问题?