Contramedidas e medidas corretivas para problemas comuns para medição de imunidade EFT

1. O mecanismo de medição de imunidade EFT e seu impacto em produtos eletrônicos
A Testador de imunidade EFT é uma perturbação transitória gerada na desconexão devido à ruptura do isolamento da folga do contato da chave ou o salto do contato quando a carga indutiva (como relé, contator, etc.) é desconectada. Quando a carga indutiva é ligada e desligada repetidamente por muitas vezes, o grupo de pulsos será repetido muitas vezes com o intervalo de tempo correspondente. Este tipo de energia de perturbação transitória é pequena e geralmente não causa danos ao equipamento, mas devido à sua ampla distribuição de espectro, afetará a operação confiável de equipamentos eletrônicos e elétricos.

Acredita-se geralmente que a razão pela qual o Testador de imunidade EFT O grupo de pulsos causa o mau funcionamento do equipamento é que o grupo de pulsos carrega a capacitância da junção do semicondutor na linha. Quando a energia na capacitância de junção se acumula até certo ponto, causará o mau funcionamento da linha e até mesmo do equipamento.

1.1. Medição de Imunidade EFT e requisitos relacionados
Diferentes padrões de produtos eletrônicos e elétricos têm requisitos diferentes para Medição da imunidade por EFT, mas a maioria dessas normas refere-se direta ou indiretamente a GB/T17626.4- 1998 (id. IEC 61000-4-4:1995):” Medição da imunidade por EFT para Teste de Compatibilidade Eletromagnética e Tecnologia de Medição”, um padrão básico nacional para compatibilidade eletromagnética, e o teste foi realizado de acordo com o método de teste. A seguir apresenta-se brevemente o conteúdo, os métodos de teste e os requisitos relacionados da norma.

1.2. Objetos de teste:
Teste de imunidade para Medição da imunidade por EFT de equipamentos eletrônicos e elétricos utilizados em áreas residenciais e comerciais/industriais em condições de operação.

1.3. Conteúdo de teste:
Avalie o desempenho das portas de fonte de alimentação, portas de sinal e controle de equipamentos elétricos e eletrônicos quando perturbados por rajadas transitórias rápidas e repetitivas.

1.4. Objetivos de teste:
Um teste repetitivo de transientes rápidos é um teste no qual uma rajada de muitos pulsos transientes rápidos é acoplada às portas de energia, sinal e controle de equipamentos elétricos e eletrônicos. Os principais pontos do teste são o curto tempo de subida, taxa de repetição e baixa energia do transiente.

1.5. Método de teste:
Rede de acoplamento/desacoplamento seletivo aos terminais de alimentação CA/CC para aplicar sinais de interferência de rajada transitória rápida. Selecione clipes de acoplamento capacitivo dedicados a Teste de imunidade EFT para sinal de E/S, dados e portas de controle para aplicar sinais de interferência de rajada transitória rápida.

1.6. Ambientes de testet:
As condições ambientais especificadas nesta norma:
Temperatura ambiente: 15℃~35℃, umidade relativa: 25%~75%RH, pressão atmosférica: 86kPa~106kPa.

1.7. Implementação de teste:
Energia, sinal e outras energias funcionais devem ser usadas dentro de sua faixa nominal e em condições normais de trabalho. Selecione o nível de teste correspondente e o método de acoplamento de acordo com o tipo de porta do ESE a ser testado. Faça o dispositivo sob teste em condições normais de trabalho e aplique a tensão de teste em cada porta de acordo com a porta do dispositivo sob teste e sua combinação. Cada combinação deve ser testada para diferentes polaridades de pulso, e a duração do teste de cada estado não deve ser inferior a 1 min. Diferentes padrões de produtos ou famílias de produtos podem ter disposições específicas para a realização de testes de acordo com as características do produto.

1.8. Resultados do teste:
Se o teste do grupo de pulso variável rápido elétrico falhar, as seguintes consequências podem ocorrer: causar mau funcionamento do equipamento.

2. Razões para a falha da Medição de Imunidade EFT
A partir do teste de rajada de pulso, a diferença de condução/teste de interferência de modo comum da linha de energia e da linha de sinal/controle é realizado principalmente, mas a borda frontal da forma de onda do pulso de interferência é muito íngreme e a duração é muito curta, por isso contém componentes de alta frequência extremamente ricos. Isso resulta em uma parte da interferência escapando do cabo de transmissão durante a transmissão da forma de onda de interferência, de modo que o dispositivo finalmente recebe a interferência combinada de condução e radiação.

A borda ascendente do Medição da imunidade por EFT forma de onda é muito íngreme e contém muitos componentes de alta frequência. Além disso, como o pulso de teste é um trem de pulsos que dura um período de tempo, ele tem um efeito cumulativo na interferência do circuito. Para resistir à interferência transitória, a maioria dos circuitos é equipada com um circuito integrador na extremidade de entrada, que tem um bom efeito em um único pulso. O efeito inibitório de , mas não pode ser efetivamente suprimido por uma série de pulsos.

a) A fonte de alimentação é conduzida diretamente para o dispositivo através da linha de alimentação, resultando em tensão de ruído excessiva na linha de alimentação do circuito. Quando o fio energizado ou o fio neutro são injetados separadamente, há interferência de modo diferencial entre o fio energizado e o fio neutro, e essa tensão de modo diferencial aparecerá na saída CC da fonte de alimentação. Quando o fio energizado e o fio neutro são injetados ao mesmo tempo, há apenas uma tensão de modo comum. Como a entrada da maioria das fontes de alimentação é balanceada (seja uma entrada de transformador ou uma entrada de ponte retificadora), a interferência de modo comum real é convertida em uma tensão de modo diferencial. Existem poucos componentes e tem pouco efeito na saída da fonte de alimentação.

b) No processo de condução da energia de interferência na linha de corrente, ela é irradiada para o espaço, e essas energias irradiadas são induzidas aos cabos de sinal adjacentes, causando interferência no circuito conectado pelo cabo de sinal (se isso ocorrer, muitas vezes será direcionado diretamente para o cabo de sinal. Quando um pulso de teste é injetado, o teste falha).

c) A energia de radiação secundária gerada quando o sinal de pulso de interferência é transmitido no cabo (incluindo o cabo de sinal e o cabo de alimentação) é induzida no circuito, causando interferência no circuito.

2.1 Medidas corretivas para passar na Medição de Imunidade EFT
Para interferência de grupo de pulsos, a filtragem (filtragem de linhas de energia e linhas de sinal) e absorção (absorção com núcleos de ferrite) são usadas principalmente. O esquema de absorção do núcleo de ferrite é muito barato e muito eficaz, mas preste atenção à colocação do núcleo de ferrite durante o teste, ou seja, a posição onde o núcleo de ferrite será utilizado no futuro. Não altere à vontade, porque a interferência de explosão não é apenas uma interferência conduzida, mas o mais problemático é que também contém componentes de radiação. Diferentes posições de instalação, a fuga de interferência de radiação é diferente e indescritível. Os núcleos de ferrite são geralmente mais eficazes em fontes de interferência e na entrada do equipamento. As seções a seguir serão discutidas de acordo com as diferentes portas.

2.2 Medidas para teste do cabo de alimentação
A principal maneira de resolver o problema de interferência na linha de energia é instalar um filtro de linha de energia na entrada da linha de energia para evitar a entrada de interferência no equipamento. Quando o pulso rápido é injetado através da linha de energia, ele pode ser injetado em modo diferencial ou em modo comum. A injeção de modo diferencial geralmente pode ser absorvida por capacitores de modo diferencial (capacitores X) e filtros indutores. Se a tensão injetada na linha de energia for uma tensão de modo comum, o filtro deve ser capaz de suprimir essa tensão de modo comum para que o dispositivo em teste possa passar no teste sem problemas.

Veja como suprimir pulsos elétricos rápidos em linhas de energia com um filtro.
a) O chassi do dispositivo é metálico:
Esta situação é a mais fácil. Como o chassi é de metal, há uma grande capacitância parasita entre ele e o plano de aterramento, que pode fornecer um caminho relativamente fixo para a corrente de modo comum. Neste momento, desde que um filtro de linha de energia contendo um capacitor de filtro de modo comum esteja instalado na entrada da linha de energia, o capacitor de filtro de modo comum pode contornar a interferência e devolvê-lo à fonte da interferência. Como o capacitor de filtro de modo comum no filtro da linha de energia é limitado pela corrente de fuga e tem uma capacidade pequena, ele depende principalmente da indutância de modo comum para suprimir os componentes de frequência mais baixa na interferência. Além disso, como o fio terra entre o equipamento e o plano de aterramento tem uma grande indutância e uma grande impedância para componentes de interferência de alta frequência, o fato de o equipamento estar aterrado ou não geralmente não afeta os resultados do teste. Além de escolher um filtro com bom desempenho de alta frequência, ao instalar o filtro, observe que o filtro deve estar próximo à entrada de energia no chassi metálico para evitar a interferência causada pela radiação secundária da linha de energia.

b) O chassi do equipamento não é metálico
Se o chassi do dispositivo não for metálico, uma placa de metal deve ser adicionada na parte inferior do chassi para aterrar o capacitor do filtro de modo comum no filtro. O caminho da corrente de interferência de modo comum neste momento forma um caminho através da capacitância parasita entre a placa de metal e o plano de aterramento. Se o tamanho do dispositivo for pequeno, significa que o tamanho da placa de metal também é pequeno e a capacitância entre a placa de metal e o plano de aterramento é pequena, o que não pode desempenhar um bom papel de desvio. Neste caso, é principalmente a indutância que entra em jogo. Neste momento, várias medidas precisam ser tomadas para melhorar as características de alta frequência do indutor, e vários indutores podem ser conectados em série, se necessário.

3. Medidas a serem tomadas para teste de linha de sinal
Quando o pulso rápido é injetado através da linha de sinal/controle, é um método de injeção de modo comum devido ao uso de injeção de clipe de acoplamento capacitivo.

a) Blindagem do cabo de sinal:
Pode ser visto pelo método de teste que o pulso de interferência é acoplado ao cabo de sinal por acoplamento capacitivo. A maneira de eliminar o acoplamento capacitivo é blindar o cabo e aterrar. Portanto, a condição para resolver a interferência de pulso elétrico rápido pelo método de blindagem do cabo é que a camada de blindagem do cabo possa ser conectada de forma confiável com o plano de aterramento de referência no teste. Essa condição é facilmente atendida se o gabinete do equipamento for de metal e for um equipamento aterrado. Quando a carcaça do equipamento é metálica, mas não aterrada, o cabo blindado só pode suprimir os componentes de alta frequência no pulso elétrico rápido, que é aterrado através da capacitância parasita entre a carcaça metálica e o terra. Se a caixa for uma caixa não metálica, o método de blindagem dos cabos tem pouco efeito.

b) Instale uma bobina de modo comum no cabo de sinal:
A bobina de estrangulamento de modo comum é na verdade um filtro passa-baixa e somente quando a indutância é grande o suficiente ela pode ter um efeito no grupo de pulsos elétricos rápidos. No entanto, quando a indutância da bobina de estrangulamento é grande (geralmente o número de voltas é grande), a capacitância parasita também é grande e o efeito de supressão de alta frequência da bobina de estrangulamento é reduzido. A forma de onda de pulso elétrico rápido contém muitos componentes de alta frequência. Portanto, no uso real, é necessário prestar atenção ao ajuste do número de voltas da bobina de estrangulamento e, se necessário, usar duas bobinas de estrangulamento com espiras diferentes em série para levar em consideração os requisitos de alta e baixa frequência.

c) Instale um capacitor de filtro de modo comum no cabo de sinal. Este método de filtragem tem um efeito melhor do que uma bobina de estrangulamento, mas requer um chassi de metal como terra para o capacitor de filtro. Além disso, esse método atenuará o sinal do modo diferencial até certo ponto, portanto, você precisa prestar atenção ao usá-lo.

d) Blindagem parcial de circuitos sensíveis. Quando o chassi do equipamento é um chassi não metálico, ou as medidas de blindagem e filtragem dos cabos não são fáceis de implementar, a interferência pode ser acoplada diretamente no circuito. Neste caso, apenas a blindagem parcial de circuitos sensíveis pode ser realizada. O escudo deve ser um hexaedro completo.

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