芮克明
南京天加环境科技有限公司-测试中心 江苏南京 210000
摘要:在了解与介绍EMC发射和辐射相关知识的前提下,文章充分考虑空调产品在EMC测试整改过程中的问题,根据其特有性提出空调产品在整改过程中的注意事项与特殊点,并结合实例提出整改方法。
关键词:空调产品 电子控制器 EMC整改 发射辐射
概述:空调产品因其使用特性、安装特性,其在EMC整改方面和一般与弱电产品EMC特性有所区别,例如空调产品几户都是强弱电共存,电机压缩机空间耦合辐射较大,但其频率一般不会很高;同样,降低产品的发射辐射值有很多方法,例如添加滤波器、增加电抗器等,但是一般这些做法会增加产品的相应成本,本文将进行畅叙如何切实有效的进行空调产品的EMC测试与整改。
发射辐射简介:发射辐射测试项目为一般家电产品3C强制性要求测试项目,辐射的发射定义为物质吸收能量后产生电磁辐射的现象,其实质为辐射跃迁,即当物质的粒子吸收能量被激发至高能(E2)后,瞬间返回基态或低能态(E1),多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。辐射发射有两种基本类型;差分模式(DM)和共模模式(CM)。共模辐射或单极天线辐射是由无意的压降引起的,它使电路中所有地连接抬高到系统电地位之上。就电场大小而言,共模辐射是比差模辐射更为严重的问题。为使共模辐射最小,必须用切合实际的设计使共模电流降到零。[1]发射辐射三要素:源头、途径、对象。在空调产品EMC测试时,外界状态和自生状态对于测试结果有着极其重要的影响,一般3C强制要求根据GB4343进行测试。
测试设备摆放问题:全世界几乎所有国家的IT、无线电和电信产品,在成为电子合格产品并在市面流通前,都需要进行电磁兼容EMC测试。EMC测试过程,旨在验证产品传输的电磁干扰是否在可接受范围内,并且确保你的产品及功能本身不会受到电磁干扰的负面影响[2]。在国标GB4343.1-2009中规定了对于超长的电源线应对其捆扎或缩短至适当的长度,互联电缆应来回折叠形成长度为30CM-40CM的线束并放置于至少10CM高的绝缘木托之上[3]。在多联机组开发中,骚扰功率测试超过国标限值,试验中,内外机摆放按照国标要求进行摆放,而内外机互连线(电源线、通讯线)长度超过6M。针对不合格项目,首先联想到的为设备摆放是否符合国标要求,是否为摆放问题影响到发射辐射幅值超过限制
从图1和图2与测试相比较可知,在2M-9M频段区间内,一定程度上长互连线的幅值低于短互连线大约3DB,其他频段内无明显区别。在10-18M频段内,将长线折叠垫高10cm放于绝缘木托上方法幅值比将长线折叠不垫高幅值更低,其他频段内无明显区别。空调产品在进行EMC测试时,按照标准试验方法进行摆放EUT在一定程度上能减小测试差别,而对于机器的连接线长短因考虑测试便捷性,长短对于试验结果无必然影响,线束建议放于10CM高绝缘木垫之上以减小测量误差。
设备状态的影响:设备包括被试样机以及测试设备、辅助设备、其他非必要使用设备。自身设备应尽可能使运行状态接近额定状态,待EUT进入运行平稳状态进行测试。在一般整改过程中,测试会将空调电控盒拆开以方便整改,对于CE测试无区别(由于CE测试为线上的影响,此时和空间辐射无直接关系,CE,也被称为传导骚扰,是指系统内部的电压或电流通过信号电缆、电源线或地线传输出去而成为其他系统或设备干扰源的一种电磁现象。传导发射测试通常也会被称为骚扰电压测试,只要有电源线的产品都会涉及到,包括许多直流供电产品,另外,信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求,通常用骚扰电压或骚扰电流的限值(两者有相互转换关系)来表示。)在整个频段实验过程中发现,低频段,当机组未盖盖子时,通讯线上辐射值超限大约为2DB,当机组盖子盖上时,机组辐射发射值下降约为2DB.所以在测试时,机组外壳盖子必须为盖上状态才可进入测试状态。CE测试,干扰源主要来自电源线中,为了减小环境因素引起的发射辐射值波动,除EUT自身电源需求外,其他辅助设备、测试设备电源均从其他电源端口引入,非必要用电设备禁止使用。辅助设备从被试样机取电后,因无辅助设备用电波动干扰,发射辐射值更稳定。一般空调样机测试时,机组安装状态因和机组规定状态相同,唯一区别在于被试样机的区别而人工电源网络位置的不同(标准规定人工电源网络)。
总结:电磁辐射对于电子控制器系统的稳定性、可靠性有着非常巨大的影响,目前大部分空调都为变频空调,不可避免的向外辐射电磁干扰。空调器中电动机的运转会向电网产生连续脉冲,压缩机的频繁动作会产生骚扰等,而空调器具本身强弱电共存,MCU又易受到电磁干扰;所以如何客观而真实的进行空调器具EMC测试与整改及其重要。一般3C强制要求中机器试验按照国标要求进行大概摆放,而实际测试中,受场地条件限制往往无法达到与标准完全相同的环境,所以要求我们知道什么是必须条件,什么是非必要条件。EMC电磁兼容性是整机运行的很重要的一个环节,是考量其性能可靠性不可缺少的因素,如何切实有效的进行EMC整改显得至关重要。
参考文献:
[1] 史平军. 共模与差模干扰电流的辐射干扰. 西部电子,1991
[2] 范晓宇. EMC测试技术-保证产品质量必不可少的手段. 工程科技,2004
[3] GB 4343.1-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求 第1部分:发射