交流充电桩电磁兼容实验报告.docx
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交流充电桩电磁兼容实验报告
交流充电桩电磁兼容实验报告
一.传导发射实验
传导发射实验要紧测试产品设备关于电网的干扰。
1.实验方式
通过测试电源输入的波形是不是超出限值,来判定产品是不是符合标准,测试频段为:
150KHZ-30MHZ。
2.实验进程
将电源连接到LISN上,接收机RF输入练到LISN的RF输出,切换LISN的L/N开关来选择测试电源线的骚扰。
3.实验现象
图1传导发射波形图
如图1所示,图中×处为超标,.5MHZ之间有显现平均值超出限值的现象。
4.实验结果
干扰超过标准,实验未通过。
5.实验分析
从带宽噪声分析角度动身,上图的带内噪声应该属于“高密度型尖峰群”噪声,如下图所示:
关于这些噪声,单板上没有任何时钟频率和其有关系(现有电子系统板级晶振的频率是16MHz,400MHz),没有对应这些频率的基频和谐波,不考虑为时钟产生的辐射噪声。
第二板级的开关电源的频率一样在几十KHz-几百KHz(典型值在20-200KHz区间内),这些噪声的高次谐波能量已经很小,不符合实验检测出的噪声dB值。
(可是不排除开关电源噪声与其他噪声叠加、寄生的可能)
因此预测噪声来自电子系统的内部谐振。
依照噪声在1-10MHz带内密集散布,依照现有的板卡硬件设计,结合查阅资料和体会来讲,噪声可能来自以下源:
断路器凸轮触电(板级的继电器);
接触器的线圈脉冲(强电220接触器);
转换开关电路(三极管开关电路);
多路通信设备(CAN,USB,LAN,485,232);
功率转换操纵器瞬态(马达驱动芯片);
数字电路的总线噪声(开关量扇出电路)。
6.解决方式:
(1)在电源输入板卡的线缆上串一个共模电感。
(感值暂定为mH级别)
(2)做好电源滤波。
为每一个IC电路的电源提供一组大、中、小、容值适当的电容,滤除不同频带的噪声。
(3)在板级GND和外部电源GND之间增加一个TT型滤波电路。
(4)在断路器、接触器、转换开关的驱动信号增加电容。
减少驱动信号本身的噪
辐射。
板级有很多信号操纵都是方波,方波在上、下沿的频率散布是超级丰硕的。
(5)总线输出始端输出串联匹配电阻(33欧姆)进行匹配,能够有效减小总线辐射,注意匹配电阻靠近驱动源放置。
(6)布线遵循3w原则,减小信号串扰。
双层板上,总线簇双侧加包地线或另外一层(非总线所在层)的总线投影区域内铺接地铜皮;多层板上,总线簇应靠近完整地平面走线,最好走内层。
走线粗细的跳变会致使信号显现阻抗失配问题,使信号波形产生畸变。
因此维持线宽持续。
(7)在PCB设计时候,在总线扇出,功率信号扇出周围适当就近放置过孔,减小
信号回流面积,抑制噪声。
(8)PCB合理布局,不同功能的单元电路之间需要适当的电气安全距离,尤其
功率电路和操纵电路要分割开。
说明:
因为现有硬件实物已经存在,因此
(1)-(4)方法能够尝试,剩余的只能待下
一版本硬件设计时加入。
二.静电放电抗扰度实验
静电抗扰度实验要紧测试产品关于接触放电和空气放电干扰的抗干扰能力测试。
1.实验方式
1)接触放电静电放电器的电极尖端在具有较高电压的情形下,能够对周围接触到的其他导体会形成静电释放现象,从而形成接触放电。
2)空气放电:
由于静电发生器的带电极在接近待测部份时,电极和被测部份之间能够形成火花击穿通道致使电极和待测部份之间能够静电放电。
2.实验进程
1)接触放电:
静电枪对人体可接触到的金属部份,直接接触输出品级为三级6000V静电。
2)空气放电:
静电枪对人体可接触到的金属部份上方(不接触),输出品级为三级8000V静电。
3.实验现象
1)接触放电:
静电枪对打印机锁孔进行接触放电测试时,充电桩死机。
2)空气放电:
在进行空气放电实验时,充电桩运行正常。
4.实验结果
接触放电实验未通过。
5.实验分析
打印机锁孔位置距离操纵板距离很近,在进行接触放电实验时锁孔对操纵板进行了静电放电,致使充电桩死机。
分析1:
可能锁芯和柜体的链接部位存在裂缝,致使柜体的放电回路被破坏。
原先是放电点的电荷直接通过柜体流入接地址。
可是存在裂缝时候,致使静电产生的场通过孔缝向设备内部辐射,如下图:
分析2:
关于放电时,LCD屏幕工作异样,估量设备内走线距离静电电流泄放途径过近,专门是当放电路径上存在结构裂缝时,裂缝周围有信号线,高能脉冲信号破坏了LCD的工作状态。
分析3:
依如实物观看了柜体地线处置方式如下:
当电流从接地螺丝流出时,若是接地线在设备内部长度太长将会致使静电电流的辐射,干扰单板正常工作。
6.解决方式:
(1)增加端口ESD防护,采纳TVS管进行静电抑制,选用抗静电能力较强的接
口芯片。
(2)针对柜体结构的裂缝,采纳铜箔、铝箔或导电布将此孔缝“电堵住”。
(3)针对LCD屏幕,检测此处电缆的走线方式,让电缆远离放电途径或放电途
径上的孔缝;同时在信号线上增加磁环,切断静电感应的共模电流。
(4)接地。
建议PE线最好接在设备金属壳的外表面,若是在内表面建议长度小
于6cm。
三.快速瞬变脉冲群抗扰度实验
快速瞬变脉冲群抗扰度实验要紧测试产品设备关于由闪电、接地故障或切换电感性负载而引发的瞬时扰动的抗干扰能力。
1.实验方式
通过在产品设备的电源输入端加载距离为300ms的持续脉冲群干扰,测试产品的抗干扰能力。
2.实验进程
将充电桩的L、N端别离接入到实验设备的L一、N端,测试品级为三级,2000V,2500Hz的干扰。
3.实验现象
第一次,在开始测试的刹时,充电桩接触器断开,停止充电,显示显示是不是打印凭条,从头上电以后,显示屏无法操纵。
第二次,从头整改以后再次测试,在开始测试的刹时,充电桩接触器断开,显示屏显示是不是打印凭条,再次上电显示屏工作正常。
4.实验结果
实验时充电桩无法正常输出,快速瞬变脉冲群实验不通过。
5.实验分析
电快速瞬变脉冲群产生的原理:
当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等缘故,在断开处产生的瞬态骚扰。
当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时刻间隙多次重复显现。
这种瞬态骚扰能量较小,一样可不能引发设备的损坏,但由于其频谱散布较宽,因此会对设备的的靠得住工作产生阻碍。
下图是快速脉冲加到受检测设备的示用意:
干扰信号从相线(从中线、地线加入,情形类似)加入的示用意。
由于左侧有击
耦台网络阻挡,所EFT信号只能被强制加到受试设备的电源端。
对一个输入阻抗为1M的受试设备(输入阻抗为其他值时的情形与此类似),实验
表明,当从相线加入EFT信号时,在受试设备的L、N、G端会同时取得差模电压和共
模电压,即在(L、N)之间、在(L、G)之间、在(N、G)之间会取得不同的电压。
因此,当EFT源输出2000V(这是用的最多的实验品级)电压时,一样会有1000V
左右的差模和共模电压从受试设备的电源加入,那个量级远远超过了以往电磁兼容
性实验的要求。
若是受试设备在电源端没有良好的滤波性能,则EFT信号会有一部份进入受试
设备的后续电路.众所周知,现代电子设备很少有不舍数字电路的,而数字电路对脉
冲干扰是比较灵敏的。
侵入到后续电路的EFT信号通过直接触发或静电耦合,使数
字电路工作异常。
6.解决方式
增强受试设备抗击EFT的方法要紧从以下几方面来考虑:
(1)利用能有效滤除EFT的滤波器。
依照前面的分析,EFT既能以共模、同时又能以差模的形式对受试设备进行干扰,因此,滤波器中应同时具有共模和差模抑制原件。
推荐利用下面形式的滤波器:
(2)设计PCB时尽力减小地线公共阻抗值。
能够从以下方面尽力:
a.缩短印制线的长度,这可由良好的布线来实现。
b.利用低阻抗地线,如利用含有接地的多层板来实现。
c.对电源去耦。
d.推荐的PCB布局:
(3)正确利用接地技术;
(4)对数字信息设备,在软件中加入有效指令来提高设备的抗扰能力;
(5)将干扰源和灵敏源适当隔离。
四.总结
到目前为止EMC实验总共做了6项,别离为静电放电抗扰度试验,快速瞬变脉冲群抗扰度实验,传导发射实验,浪涌实验,辐射抗扰度实验,辐射度实验。
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