Contromisure e misure correttive per problemi comuni per la misurazione dell'immunità EFT

1. Il meccanismo della misurazione dell'immunità EFT e il suo impatto sui prodotti elettronici
I Tester di immunità EFT è un disturbo transitorio generato alla disconnessione a causa della rottura dell'isolamento della distanza tra i contatti dell'interruttore o del rimbalzo dei contatti quando il carico induttivo (come relè, contattore, ecc.) è scollegato. Quando il carico induttivo viene attivato e disattivato più volte, il gruppo di impulsi verrà ripetuto più volte con l'intervallo di tempo corrispondente. Questo tipo di energia di disturbo transitoria è piccola e generalmente non causa danni alle apparecchiature, ma a causa della sua ampia distribuzione dello spettro, influirà sul funzionamento affidabile delle apparecchiature elettroniche ed elettriche.

Si ritiene generalmente che il motivo per cui il Test di immunità EFT il gruppo di impulsi causa il malfunzionamento dell'apparecchiatura è che il gruppo di impulsi carica la capacità di giunzione del semiconduttore nella linea. Quando l'energia sulla capacità di giunzione si accumula in una certa misura, causerà il malfunzionamento della linea e persino dell'apparecchiatura.

1.1. Misurazione dell'immunità EFT e relativi requisiti
Standard di prodotti elettronici ed elettrici diversi hanno requisiti diversi per Misurazione dell'immunità EFT, ma la maggior parte di questi standard si riferiscono direttamente o indirettamente GB/T17626.4- 1998 (idt IEC 61000-4-4:1995): " Misurazione dell'immunità EFT for Electromagnetic Compatibility Test and Measurement Technology”, uno standard di base nazionale per la compatibilità elettromagnetica, e la prova è stata eseguita secondo il metodo di prova. Di seguito vengono brevemente introdotti il ​​contenuto, i metodi di prova e i relativi requisiti della norma.

1.2. Testare gli oggetti:
Test di immunità per Misurazione dell'immunità EFT di apparecchiature elettroniche ed elettriche utilizzate in aree residenziali e commerciali/industriali in condizioni operative.

1.3. Testare il contenuto:
Valutare le prestazioni delle porte di alimentazione, di segnale e di controllo di apparecchiature elettriche ed elettroniche quando disturbate da esplosioni transitorie veloci e ripetitive.

1.4. Scopi del test:
Un test transitorio veloce ripetitivo è un test in cui un'esplosione di molti impulsi transitori veloci è accoppiata alle porte di alimentazione, segnale e controllo di apparecchiature elettriche ed elettroniche. I punti principali del test sono il breve tempo di salita, la frequenza di ripetizione e la bassa energia del transitorio.

1.5. Metodo di prova:
Rete di accoppiamento/disaccoppiamento selettivo ai terminali di alimentazione AC/DC per applicare segnali di interferenza burst transitoria veloce. Seleziona clip di accoppiamento capacitivo dedicate a Test di immunità EFT per segnali I/O, dati e porte di controllo per applicare segnali di interferenza burst transitori veloci.

1.6. Ambiente di provat:
Le condizioni ambientali specificate nella presente norma:
Temperatura ambiente: 15℃~35℃, umidità relativa: 25%~75%UR, pressione atmosferica: 86kPa~106kPa.

1.7. Implementazione del test:
L'alimentazione, il segnale e l'altra potenza funzionale devono essere utilizzati entro il loro intervallo nominale e in normali condizioni di lavoro. Selezionare il livello di test e il metodo di accoppiamento corrispondenti in base al tipo di porta dell'EUT da testare. Effettuare il test del dispositivo in condizioni di lavoro tipiche e applicare la tensione di test a ciascuna porta a turno in base alla porta del dispositivo in test e alla sua combinazione. Ciascuna combinazione deve essere testata per diverse polarità degli impulsi e la durata del test di ogni stato non deve essere inferiore a 1 minuto. Diversi standard di prodotto o famiglia di prodotti possono avere disposizioni specifiche per l'esecuzione di prove in base alle caratteristiche del prodotto.

1.8. Risultati del test:
Se il test del gruppo di impulsi elettrico veloce variabile non riesce, possono verificarsi le seguenti conseguenze: causare il malfunzionamento dell'apparecchiatura.

2. Ragioni del fallimento della misurazione dell'immunità EFT
Dal test del burst di impulsi, viene principalmente eseguito il test di interferenza di modo comune/differenza di conduzione della linea elettrica e del segnale/linea di controllo, ma il bordo anteriore della forma d'onda dell'impulso di interferenza è molto ripido e la durata è molto breve, quindi è contiene componenti ad alta frequenza estremamente ricchi. Ciò si traduce in una parte dell'interferenza che fuoriesce dal cavo di trasmissione durante la trasmissione della forma d'onda di interferenza, in modo che il dispositivo riceva infine l'interferenza combinata di conduzione e radiazione.

Il bordo di salita del Misurazione dell'immunità EFT la forma d'onda è molto ripida e contiene molti componenti ad alta frequenza. Inoltre, poiché l'impulso di prova è un treno di impulsi che dura per un periodo di tempo, ha un effetto cumulativo sull'interferenza del circuito. Per resistere alle interferenze transitorie, la maggior parte dei circuiti è dotata di un circuito integratore all'estremità di ingresso, che ha un buon effetto su un singolo impulso. L'effetto inibitorio di , ma non può essere efficacemente soppresso per una serie di impulsi.

a) L'alimentazione è condotta direttamente nel dispositivo attraverso la linea di alimentazione, provocando un'eccessiva tensione di disturbo sulla linea di alimentazione del circuito. Quando il filo sotto tensione o il filo neutro vengono iniettati separatamente, c'è un'interferenza di modalità differenziale tra il filo sotto tensione e il filo neutro e questa tensione di modalità differenziale apparirà sull'uscita CC dell'alimentatore. Quando il filo sotto tensione e il filo neutro vengono iniettati contemporaneamente, c'è solo una tensione di modo comune. Poiché l'ingresso della maggior parte degli alimentatori è bilanciato (che si tratti di un ingresso di un trasformatore o di un ingresso del ponte raddrizzatore), l'effettiva interferenza di modo comune viene convertita in una tensione di modo differenziale. Ci sono pochi componenti e ha scarso effetto sull'uscita dell'alimentatore.

b) Nel processo di conduzione dell'energia di interferenza sulla linea di corrente, viene irradiata nello spazio e questa energia irradiata viene indotta ai cavi di segnale adiacenti, causando interferenze al circuito collegato dal cavo di segnale (se ciò accade, sarà spesso diretto direttamente al cavo del segnale. Quando viene iniettato un impulso di prova, il test fallisce).

c) L'energia di radiazione secondaria generata quando il segnale dell'impulso di interferenza viene trasmesso sul cavo (incluso il cavo del segnale e il cavo di alimentazione) viene indotta nel circuito, causando interferenze al circuito.

2.1 Misure correttive per superare la misurazione dell'immunità EFT
Per l'interferenza dei gruppi di impulsi vengono utilizzati principalmente il filtraggio (filtraggio di linee elettriche e linee di segnale) e l'assorbimento (assorbimento con nuclei di ferrite). Lo schema di assorbimento del nucleo di ferrite è molto economico e molto efficace, ma prestare attenzione al posizionamento del nucleo di ferrite durante il test, ovvero alla posizione in cui verrà utilizzato il nucleo di ferrite in futuro. Non cambiarlo a piacimento, perché l'interferenza burst non è solo un'interferenza condotta, ma più fastidiosa è che contiene anche componenti di radiazione. Posizioni di installazione diverse, la fuga dell'interferenza delle radiazioni è diversa e sfuggente. I nuclei di ferrite sono generalmente più efficaci alle fonti di interferenza e all'ingresso delle apparecchiature. Le sezioni seguenti saranno discusse in base alle diverse porte.

2.2 Misure per il test del cavo di alimentazione
Il modo principale per risolvere il problema dell'interferenza della linea elettrica è installare un filtro della linea elettrica all'ingresso della linea elettrica per evitare che le interferenze entrino nell'apparecchiatura. Quando l'impulso veloce viene iniettato attraverso la linea di alimentazione, può essere iniettato in una modalità differenziale o in una modalità comune. L'iniezione di modo differenziale può essere generalmente assorbita da condensatori di modo differenziale (condensatori X) e filtri induttori. Se la tensione iniettata nella linea di alimentazione è una tensione di modo comune, il filtro deve essere in grado di sopprimere questa tensione di modo comune in modo che il dispositivo sottoposto a test possa superare il test senza problemi.

Ecco come sopprimere gli impulsi elettrici veloci sulle linee elettriche con un filtro.
a) Il telaio del dispositivo è in metallo:
Questa situazione è la più semplice. Poiché lo chassis è in metallo, c'è una grande capacità parassita tra esso e il piano di massa, che può fornire un percorso relativamente fisso per la corrente di modo comune. In questo momento, finché un filtro di linea di alimentazione contenente un condensatore di filtro di modo comune è installato all'ingresso della linea di alimentazione, il condensatore di filtro di modo comune può bypassare l'interferenza e riportarla alla fonte dell'interferenza. Poiché il condensatore del filtro di modo comune nel filtro della linea di alimentazione è limitato dalla corrente di dispersione e ha una capacità ridotta, si basa principalmente sull'induttanza di modo comune per sopprimere i componenti a frequenza più bassa nell'interferenza. Inoltre, poiché il filo di terra tra l'apparecchiatura e il piano di massa ha una grande induttanza e ha una grande impedenza ai componenti di interferenza ad alta frequenza, il fatto che l'apparecchiatura sia collegata a terra o meno generalmente non ha alcun effetto sui risultati del test. Oltre a scegliere un filtro con buone prestazioni ad alta frequenza, quando si installa il filtro, prestare attenzione al fatto che il filtro sia vicino all'ingresso di alimentazione sul telaio metallico per evitare le interferenze causate dall'irradiazione secondaria della linea elettrica.

b) Il telaio dell'apparecchiatura non è metallico
Se lo chassis del dispositivo non è metallico, è necessario aggiungere una piastra metallica nella parte inferiore dello chassis per mettere a terra il condensatore del filtro di modo comune nel filtro. Il percorso della corrente di interferenza di modo comune in questo momento forma un percorso attraverso la capacità parassita tra la piastra metallica e il piano di massa. Se la dimensione del dispositivo è piccola, significa che anche la dimensione della piastra metallica è piccola e la capacità tra la piastra metallica e il piano di massa è piccola, il che non può svolgere un buon ruolo di bypass. In questo caso, è principalmente l'induttanza che entra in gioco. In questo momento, è necessario adottare varie misure per migliorare le caratteristiche ad alta frequenza dell'induttore e, se necessario, è possibile collegare più induttori in serie.

3. Misure da adottare per il test della linea di segnale
Quando l'impulso veloce viene iniettato attraverso la linea di controllo/segnale, è un metodo di iniezione in modalità comune a causa dell'uso dell'iniezione di clip di accoppiamento capacitivo.

a) Schermatura del cavo di segnale:
Dal metodo di prova si può vedere che l'impulso di disturbo è accoppiato al cavo del segnale mediante accoppiamento capacitivo. Il modo per eliminare l'accoppiamento capacitivo è schermare il cavo e metterlo a terra. Pertanto, la condizione per risolvere l'interferenza elettrica a impulsi rapidi mediante il metodo di schermatura del cavo è che lo strato di schermatura del cavo possa essere collegato in modo affidabile con il piano di massa di riferimento nel test. Questa condizione è facilmente soddisfatta se l'involucro dell'apparecchiatura è in metallo ed è un'apparecchiatura collegata a terra. Quando l'involucro dell'apparecchiatura è in metallo, ma non collegato a terra, il cavo schermato può solo sopprimere i componenti ad alta frequenza nell'impulso elettrico veloce, che è collegato a terra attraverso la capacità parassita tra l'involucro metallico e la terra. Se la custodia è una custodia non metallica, il metodo di schermatura dei cavi ha scarso effetto.

b) Installare un'induttanza di modo comune sul cavo del segnale:
La bobina dell'induttanza di modo comune è in realtà un filtro passa basso e solo quando l'induttanza è sufficientemente grande può avere un effetto sul gruppo di impulsi elettrici veloci. Tuttavia, quando l'induttanza della bobina d'arresto è elevata (spesso il numero di giri è elevato), anche la capacità parassita è grande e l'effetto di soppressione delle alte frequenze della bobina d'arresto è ridotto. La forma d'onda dell'impulso elettrico veloce contiene molti componenti ad alta frequenza. Pertanto, nell'uso effettivo, è necessario prestare attenzione alla regolazione del numero di giri della bobina dell'induttanza e, se necessario, utilizzare due bobine dell'induttanza con giri diversi in serie per tenere conto delle esigenze di alta e bassa frequenza.

c) Installare un condensatore di filtro di modo comune sul cavo del segnale. Questo metodo di filtraggio ha un effetto migliore rispetto a una bobina d'arresto, ma richiede uno chassis in metallo come massa per il condensatore del filtro. Inoltre, questo metodo attenuerà in una certa misura il segnale in modalità differenziale, quindi è necessario prestare attenzione quando lo si utilizza.

d) Schermatura parziale dei circuiti sensibili. Quando lo chassis dell'apparecchiatura è uno chassis non metallico, o le misure di schermatura e filtraggio dei cavi non sono facili da implementare, l'interferenza può essere accoppiata direttamente al circuito. In questo caso è possibile eseguire solo la schermatura parziale dei circuiti sensibili. Lo scudo dovrebbe essere un esaedro completo.

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