Ứng dụng đo lường EMI và các tiêu chuẩn kiểm tra tương đối

Gần đây, có một thông tin mới rằng Hiệp hội người tiêu dùng Trung Quốc thông báo máy tính không bị quấy rối phóng xạ quá mức, dễ gây ảnh hưởng đến các thiết bị lưới điện và gây ra sự cố máy tính. Nguyên nhân chính là do bức xạ của thiết bị đầu cuối nguồn máy tính vượt quá giới hạn quy định trong tiêu chuẩn quốc gia và sự quấy rối này có thể cản trở hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử khác, đặc biệt là các thiết bị điện tử nhạy cảm. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật, ngày càng có nhiều thiết bị điện và điện tử kỹ thuật số và tốc độ cao được ứng dụng rộng rãi vào các ngành công nghiệp khác nhau. Những thiết bị đó thúc đẩy xã hội phát triển, đồng thời mang đến vấn đề ô nhiễm điện từ cho xã hội. Ô nhiễm điện từ, ô nhiễm nước và ô nhiễm không khí là ba nguồn gây ô nhiễm lớn cho cuộc sống hiện đại. Đối với vấn đề điện từ nối tiếp, CISPR(Ủy ban Đặc biệt Quốc tế về Giao thoa Vô tuyến) đưa ra các quy tắc như CISPR -16, CISPR-15; Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu đã giới thiệu EN55015 và EN55022. Mục đích chính của các tiêu chuẩn đó là hạn chế nhiễu sóng vô tuyến và đưa ra phương pháp đo lường thiết bị điện và điện tử, nhằm giảm thiểu vấn đề xã hội do nhiễu điện từ gây ra.

EMI (Nhiễu điện từ) bao gồm nhiễu dẫn và nhiễu bức xạ. Nhiễu dẫn là sự ghép tín hiệu qua môi trường dẫn điện (nhiễu) trên mạng điện với mạng khác; Nhiễu bức xạ là nguồn gây nhiễu cho việc ghép tín hiệu của nó qua không gian (nhiễu) tới một mạng vô tuyến khác. Trong thiết kế hệ thống và PCB tốc độ cao, đường tín hiệu tần số cao, chân mạch tích hợp, nhiều loại đầu nối khác nhau có thể trở thành nguồn gây nhiễu với các đặc tính bức xạ ăng ten, có khả năng phát ra sóng điện từ và ảnh hưởng đến các hệ thống khác hoặc các hệ thống khác hệ thống con trong hệ thống hoạt động bình thường. Như chúng ta đã biết, đối tượng thử nghiệm đối với EMC là thiết bị điện và điện tử, trong số đó, ánh sáng là một phần quan trọng cần thực hiện Xét nghiệm EMC một cách tự nhiên. Giống như FCC của Mỹ và CE của Liên minh Châu Âu, cả hai đều yêu cầu đo lường EMC của thiết bị chiếu sáng LED. Khi nói về nhiễu điện từ, thông thường nó chỉ ra hai nguồn nhiễu, một là nhiễu dẫn điện, có nghĩa là tín hiệu nhiễu sẽ ảnh hưởng đến EUT bằng cách dẫn nguồn điện trung bình hoặc công cộng; Theo FCC, đèn LED chiếu sáng nên thực hiện kiểm tra nhiễu dẫn điện ở tần số 0.15MHz đến 30MHz; nhưng theo CE, nó yêu cầu thực hiện thử nghiệm ở tần số 9KHz đến 30MHz. Loại khác là nhiễu sóng vô tuyến, nó có nghĩa là tín hiệu nhiễu sẽ truyền đến mạng hoặc thiết bị điện bằng cách ghép nối không gian; Theo FCC, đèn LED chiếu sáng phải thực hiện kiểm tra nhiễu sóng vô tuyến ở tần số 30MHz đến 1GHz; nhưng theo CE, nó yêu cầu thực hiện thử nghiệm ở tần số 30KHz đến 300MHz.

Trong ngành chiếu sáng, khi kiểm tra dải tần EMI ở mức 9KHz~30 MHz, có hai cách: Cách thứ nhất là sử dụng Ăng-ten và Bộ thu EMI theo CISPR15, EN55015 và GB17743. Đối với thiết bị từ trường tần số thấp có thể được tạo ra bằng đèn chiếu sáng, cần áp dụng các quy định về ba vòng CISPR16-1-4 Ăng-ten từ trường tần số thấp đo nhiễu bức xạ. Điều này cần sử dụng ba Anten vòng và bộ thu EMI hoạt động cùng nhau để đo lường và quá trình kiểm tra phải diễn ra bên trong phòng được che chắn. Lưu ý: ba ăng-ten vòng tạo thành phần từ trường tần số thấp theo hướng X, hướng Y và hướng Z được chuyển đổi thành tín hiệu RF và cung cấp cho máy thu thông qua ba kênh của công tắc đồng trục EMI; Cách thứ hai là sử dụng LISN, hệ thống kiểm tra bao gồm Bộ thu EMI, Nguồn mạng nhân tạo, LISN và phần mềm. Hệ thống kiểm tra nhiễu dẫn điện để đo độ nhiễu ánh sáng làm việc bình thường và sự quấy rối của thiết bị chiếu sáng do cổng điện tạo ra. LISN thực hiện cách ly tín hiệu RF, lấy mẫu, phối hợp trở kháng và cung cấp điện cho kênh EUT, bộ thu EMI để đo tín hiệu RF và cuối cùng được phân tích bằng phần mềm kiểm tra EMI, xử lý và đưa ra giới hạn. Việc kiểm tra phải tiến hành bên trong phòng được che chắn.

Trong khi đó, dải tần EMI thử nghiệm ở mức 9KHz-300 MHz sẽ sử dụng CDN. CISPR15,EN55015 và GB17743 Tiêu chuẩn này cũng đề cập đến một cách khác để đo nhiễu điện của thiết bị chiếu sáng. đó là phương pháp điện áp đầu cuối chế độ chung CDN. Phương pháp kiểm tra CDN bao gồm Bộ thu EMI, CDN và Bộ suy giảm, quá trình kiểm tra có thể hoạt động ở bên trong phòng được che chắn.

Trong Các phép đo EMI, Ủy ban Đặc biệt Quốc tế về Nhiễu Vô tuyến (CISPR) đã giới thiệu Thiết bị Đo Nhiễu Miễn dịch và Nhiễu Vô tuyến CISPR-16; đối với ngành chiếu sáng, họ đã giới thiệu Giới hạn CISPR-15 và Phương pháp đo đặc tính nhiễu sóng vô tuyến của thiết bị chiếu sáng điện và các thiết bị tương tự. Trong khi đó, một số quốc gia đưa ra các tiêu chí kiểm tra EMI chiếu sáng của riêng họ tùy theo tình hình thực tế của họ, như EN55015-2007(trích dẫn CISPR-15) từ các nước EU, GB17743-1999 từ Trung Quốc, v.v. Đối với các nước EU, EN55015 được áp dụng cho các loại đèn chiếu sáng truyền thống có trường nhiễu sóng vô tuyến vượt quá 1000Hz, như đèn sợi đốt, đèn chiếu sáng đèn huỳnh quang, đèn tự điều chỉnh, v.v. nói chung, tần số của đèn truyền thống sẽ không vượt quá 30 MHz, giới hạn nhiễu điện từ bức xạ tương ứng như bảng 1. Nhưng đối với đèn LED, tần số sẽ vượt quá 30 MHz, do đó, theo CE, phạm vi quét tần số phải từ 30 MHz đến 300 MHz.

Bảng 1:

Giới hạn nhiễu điện từ bức xạ
tần số MHz	Giới hạn cho đường kính vòng lặp Db (µA)
	2m	3m	4m
9KHz đến 70KHz	88	81	75
70KHz đến 150KHz	88 đến 58 **	81 đến 51 **	75 đến 45 **
150KHz đến 2.2 MHz	58 đến 26 **	51 đến 22 **	45 đến 16 **
2.2 MHz đến 3.0 MHz	58	51	45
3.0MHz để 30MHz	22	1.5 đến 16 ***	9 đến 12 ***

Dựa trên CISPR16, Lisun Group phát triển hai Hệ thống kiểm tra EMI. Theo các tiêu chuẩn cho Ánh sáng truyền thống và ánh sáng LED mới, phạm vi quét tần số là khác nhau. Tần số quét cho KH3962 Máy thu EMI là 9 KHz đến 300 MHz, được áp dụng cho đèn LED và thử nghiệm ánh sáng truyền thống; tần số quét của KH3961 là 9 KHz đến 30 MHz, được áp dụng cho thử nghiệm ánh sáng truyền thống. Cả hai đều nhập ba dữ liệu để đánh giá liệu EUT có thể vượt qua bài kiểm tra hay không, đó là PK, QP và AV. Và người dùng có thể tự do thiết lập các tiêu chuẩn (như GB17743, FCC, EN55015, GB4343) trực tiếp trong phần mềm.

Tags:EMI-9KA , EMI-9KB