Comment réaliser la conception CEM d'une alimentation régulée en courant alternatif
Les performances CEM sont une exigence d'indice importante de l'alimentation régulée en courant alternatif. Sur la base des exigences relatives à la valeur d'utilisation de l'alimentation régulée en courant alternatif, ses performances CEM doivent non seulement répondre à l'indice d'immunité d'un niveau de sévérité plus élevé et à la limite d'interférence électromagnétique qualifiée, mais plus important encore, elles doivent l'être pour sa charge (sensible aux EMI). équipement électronique) pour fournir une marge de sécurité CEM suffisante. Dans ce document, combiné aux exigences de performance CEM du produit, les exigences et les méthodes de test pertinentes sont expliquées en détail et des opinions personnelles sont avancées.
1 Concepts de base
La compatibilité électromagnétique (ElectromagneTIcCompaTIbility, ou EMC) est un indice de qualité important des produits électriques et électroniques. On peut considérer que la qualité des produits est principalement composée de deux contenus majeurs : les normes de qualité et les indicateurs techniques. La première implique des normes générales, c'est-à-dire la CEI internationale, et les normes de base formulées par le pays en Chine ; ce dernier est la réglementation des fonctions du produit et ses exigences techniques. La compatibilité électromagnétique et les exigences de sécurité sont des normes de base. Aujourd'hui, EMC a formé un système complet à partir de normes de base, de normes communes, de normes de famille et de normes de produit. De plus, il existe une législation spéciale à cet effet au niveau international. Par exemple, l'Union européenne a formulé une réglementation stipulant qu'à partir du 1er janvier 1996, les produits électriques et électroniques doivent obtenir la certification de qualification de gestion de la basse tension (directive BT) et de gestion de la compatibilité électromagnétique (directive CEM) avant de pouvoir être vendus en le marché. Au fil des ans, de nouvelles normes CEM ont été officiellement publiées en Chine. Cependant, il convient de souligner que les normes CEM pertinentes de la CEI continueront d'être mises à niveau des versions préliminaires ou anciennes aux versions officielles, et que les normes CEM nationales pertinentes seront également mises à jour et publiées en permanence, et la dernière version prévaudra pour les CEM pertinentes. essais.
La soi-disant EMC est définie dans GB/T4365-1996 "Terminologie de compatibilité électromagnétique" comme : la capacité d'un appareil ou d'un système à fonctionner normalement dans son environnement électromagnétique sans causer de perturbations électromagnétiques inacceptables à quoi que ce soit dans l'environnement. Cette définition résume trois aspects. Premièrement, le caractère limitatif des perturbations électromagnétiques. Les perturbations électromagnétiques sont omniprésentes, mais elles peuvent être contraintes par des normes de qualité et leur nocivité peut être limitée par des moyens techniques. Cela signifie que la valeur limite de l'intensité des perturbations électromagnétiques émises doit être stipulée pour le produit afin d'assurer la qualification de l'environnement électromagnétique. Deuxièmement, l'immunité aux perturbations électromagnétiques. Cela signifie que le produit doit pouvoir fonctionner normalement dans l'environnement électromagnétique avec une intensité de perturbation électromagnétique spécifiée sans réduire son indice de performance. Troisièmement, la normalisation et la compatibilité de l'environnement électromagnétique. C'est-à-dire que la prise de mesures contre les perturbations électromagnétiques ne peut pas dégrader les performances de lui-même ou d'autres produits ou systèmes dans le même environnement électromagnétique, et ne peut coexister que de manière amicale et "pacifique". Par exemple, afin de réduire les interférences de conduction, un condensateur est connecté en parallèle entre la ligne de phase d'alimentation de l'équipement et la ligne de masse. Pour l'équipement, la capacité du condensateur doit respecter les exigences de valeur limite du courant de fuite dans la norme de sécurité ; pour le système, il faut l'empêcher de devenir une source de couplage d'interférences du système et d'affecter le fonctionnement du système. Par conséquent, le test CEM du produit doit inclure deux aspects : (1) Tester l'intensité des perturbations électromagnétiques qu'il envoie au monde extérieur pour confirmer s'il répond aux exigences de valeur limite stipulées dans les normes pertinentes.
Eléments de test CEM et exigences
Les exigences de test CEM sont divisées en 3 catégories selon l'utilisation du produit : à savoir, l'utilisation militaire, l'utilisation en environnement industriel et commercial et l'utilisation en environnement civil et résidentiel. Les éléments de test, les exigences et les méthodes des deux derniers sont relativement cohérents, et la différence réside dans les exigences des indicateurs. La catégorie militaire est assez différente des deux dernières catégories en raison de son utilisation particulière. De plus, en raison de la particularité d'utilisation, les équipements aéronautiques et marins ont les mêmes exigences élevées que les équipements militaires, et il existe des normes et spécifications générales internationales. En se basant sur les conditions d'utilisation des alimentations régulées en courant alternatif vendues sur le marché, cet article se concentre sur ces deux dernières catégories.
Compte tenu de l'attention croissante portée aux problèmes CEM dans la société, impliquant de nombreuses professions et produits, la CEI a traité les exigences CEM comme la norme de base de la CEI. Il s'agit de la célèbre norme de la série IEC61000. Cette norme a été considérée au niveau international comme une norme commune ayant la même importance que la norme de sécurité. L'une d'entre elles, IEC61000-4 "Testing Technology", est la norme de base pour guider les tests CEM. Étant donné que la technologie CEM est une nouvelle technologie complexe, multidisciplinaire et en constante évolution, les éléments de test, les exigences et les méthodes CEM pertinents sont également constamment révisés et améliorés. Par conséquent, de nombreux éléments d'IEC61000-4 n'ont pas encore été publiés officiellement et sont encore à l'état de projet. Afin de faciliter la compréhension de ces connaissances par les lecteurs, nous présenterons les projets impliquant des alimentations régulées en courant alternatif et nous nous concentrerons sur les projets CEI adoptés par les normes nationales pertinentes.
Conditions et méthodes de test CEM
Les tests dépendent de trois facteurs : les méthodes, les techniques et l'équipement. La méthode est déterminée à la fois par le principe de mesure et par l'utilisation de l'équipement d'essai. La technologie est l'ensemble des méthodes de test adoptées pour obtenir les résultats de test corrects (précision plus élevée), et l'équipement est tout ce qui reflète les deux facteurs ci-dessus pour servir le test. dispositif technique. Ceux-ci doivent tous être standardisés pour garantir la reproductibilité et l'authenticité des tests.
Les conditions de test CEM sont déterminées par la méthode de test. Les méthodes d'essai spécifiques sont divisées en méthode de banc d'essai réalisée dans des conditions de laboratoire et méthode de terrain réalisée dans des conditions d'utilisation réelles. Il est impossible de simuler tous les phénomènes parasites que l'on peut rencontrer sur le terrain, d'autant plus que la méthode de terrain présente des limitations insurmontables. Cependant, grâce à des tests standardisés, des informations sur les performances CEM de l'appareil testé peuvent être obtenues de manière plus complète. Pour cette raison, la recommandation internationale est d'adopter d'abord la méthode du banc d'essai, à moins qu'elle ne puisse être réalisée en laboratoire, la méthode de terrain n'est généralement pas utilisée.
La principale méthode de test d'immunité consiste à sélectionner le niveau de sévérité approprié en fonction des conditions d'environnement électromagnétique de l'équipement, combiné avec les mesures prises par l'utilisateur pour l'équipement, à tester selon les méthodes de test pertinentes, et enfin à évaluer le test résultats selon les conditions de jugement nuancées proposées par les référentiels produits Admissibilité. C'est la principale différence entre le test d'immunité et les autres tests.
La source de perturbation électromagnétique dans l'environnement électromagnétique, le mode de couplage de la source de perturbation électromagnétique à l'équipement, la sensibilité de l'équipement aux perturbations électromagnétiques et les mesures de protection de l'utilisateur sur le chantier sont directement liés au niveau de sévérité. Autrement dit, l'environnement d'utilisation détermine la forme d'interférence et les conditions de protection de l'installation déterminent le niveau de gravité de l'interférence. GB/T13926.4 stipule spécifiquement les conditions d'environnement électrique sous le fonctionnement de l'équipement correspondant au niveau de sévérité dans l'environnement électromagnétique :
Niveau 1, avec un environnement bien protégé, comme une salle informatique ;
Niveau 2, environnements protégés tels que salles de contrôle ou salles de terminaux d'usines et de centrales électriques ;
Niveau 3, environnement industriel typique, tel que les dispositifs de processus industriels, les salles de relais des centrales électriques et les sous-stations haute tension à ciel ouvert ;
Niveau 4, environnements industriels difficiles, tels que les centrales électriques, les équipements de processus industriels sans mesures d'installation particulières, les espaces extérieurs, etc.
Dans la CEI801-5, la source de la surtension est le transitoire de commutation de puissance ou le transitoire de foudre du coup de foudre indirect, et les conditions d'installation et les dispositifs de protection de l'équipement sont classés comme suit (applicables à la surtension) :
Classe 0 : environnement électrique bien protégé avec protection contre les surtensions primaire et secondaire, généralement dans une pièce spéciale, et la surtension ne dépassera pas 25 V ;
Catégorie 1 : environnement électrique avec protection locale et protection contre les surtensions primaires, et la surtension ne dépasse pas 500 V ;
Type 2 : la ligne électrique est séparée des autres lignes, l'environnement électrique avec une bonne isolation des câbles et la surtension ne dépasse pas 1 kV ;
Catégorie 3 : L'environnement électrique où les câbles d'alimentation et les câbles de signal sont posés en parallèle, et la surtension ne dépasse pas 2kV ;
Catégorie 4 : La ligne d'interconnexion est posée le long du câble d'alimentation car il est à l'extérieur, et l'environnement électrique où le circuit électronique et le circuit électrique utilisent des câbles, la surtension ne dépasse pas 4 kV ;
Catégorie 5 : L'environnement électrique où les appareils électroniques sont connectés aux câbles de télécommunication et aux lignes électriques aériennes dans les zones non peuplées.
Il n'y a pas de test de surtension pour la catégorie 0. Les produits d'alimentation électrique généraux sont dans un environnement électrique de classe 1 ou de classe 2, et le niveau de sévérité peut être sélectionné comme classe 1 ou classe 2.
