Phân tích chi tiết về phép đo bộ thu kiểm tra EMI

1. Giới thiệu
Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ hiện đại, các thiết bị điện tử, điện tử công suất, điện máy ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn. Các tín hiệu điện từ mật độ cao, phổ rộng do chúng tạo ra trong quá trình hoạt động lấp đầy toàn bộ không gian, tạo thành một môi trường điện từ phức tạp. Môi trường điện từ phức tạp đòi hỏi thiết bị điện tử và bộ nguồn phải có khả năng tương thích điện từ cao hơn. Do đó, công nghệ triệt tiêu nhiễu điện từ ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Tiếp đất, che chắn và lọc là ba biện pháp chính để ngăn chặn nhiễu điện từ. Sau đây chủ yếu giới thiệu các bộ lọc EMI được sử dụng trong bộ nguồn, nguyên lý cơ bản của chúng và các phương pháp ứng dụng đúng.

2. Vai trò của bộ lọc nhiễu trong thiết bị cung cấp điện
Nguồn cung cấp điện của thiết bị điện tử, chẳng hạn như lưới điện xoay chiều 220V / 50Hz hoặc máy phát điện xoay chiều 115V / 400Hz, có nhiều tiếng ồn EMI khác nhau, trong đó có các nguồn gây nhiễu EMI do con người tạo ra, chẳng hạn như phát xạ vô tuyến từ các radar, điều hướng, thông tin liên lạc và các thiết bị khác Tín hiệu, sẽ tạo ra nhiễu điện từ tín hiệu trên đường dây điện và cáp nối của thiết bị điện tử, máy móc điện quay và hệ thống đánh lửa, sẽ tạo ra quá trình quá độ và nhiễu bức xạ nhiễu trong mạch tải cảm ứng; và các nguồn gây nhiễu tự nhiên, chẳng hạn như sét Hiện tượng phóng điện và tiếng ồn giao thoa điện bầu trời trong vũ trụ, hiện tượng trước có thời gian ngắn nhưng năng lượng lớn, còn hiện tượng sau có dải tần số rộng. Ngoài ra, bản thân các linh kiện mạch điện tử khi hoạt động cũng sẽ sinh ra nhiễu nhiệt.

Kia là nhiễu điện từ tiếng ồn, thông qua bức xạ và ghép nối dẫn, có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử khác nhau hoạt động trong môi trường này.

Bản thân tất cả các loại nguồn điện được điều chỉnh cũng là một nguồn nhiễu điện từ. Trong nguồn cung cấp điện được điều chỉnh tuyến tính, dòng điện xung một chiều được hình thành do chỉnh lưu cũng có thể gây ra nhiễu điện từ; Nguồn điện chuyển mạch có ưu điểm là kích thước nhỏ và hiệu suất cao, ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử hiện đại, nhưng vì nó được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện khi ở trạng thái chuyển mạch nên nó là nguồn nhiễu EMI mạnh, và nhiễu EMI mà nó tạo ra có dải tần rộng và cường độ cao. Này nhiễu điện từ tiếng ồn cũng gây ô nhiễm môi trường điện từ thông qua bức xạ và dẫn điện, do đó ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử khác.

Đối với thiết bị điện tử, khi EMI nhiễu ảnh hưởng đến các mạch tương tự, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu khi truyền tín hiệu sẽ kém đi, và trong trường hợp nghiêm trọng, tín hiệu được truyền đi sẽ bị nhiễu EMI lấn át và không thể xử lý được. Khi nào EMI nhiễu ảnh hưởng đến các mạch kỹ thuật số, nó có thể gây ra sai sót trong các mối quan hệ logic, dẫn đến kết quả sai lệch.

Đối với thiết bị cấp nguồn, ngoài mạch chuyển đổi công suất còn có mạch động lực, mạch điều khiển, mạch bảo vệ, mạch dò mức đầu vào, đầu ra,… và các mạch này khá phức tạp. Các mạch này chủ yếu bao gồm các mạch tích hợp có mục đích chung hoặc mục đích đặc biệt. Khi xảy ra sự cố do nhiễu điện từ, nguồn điện sẽ ngừng hoạt động khiến thiết bị điện tử không thể hoạt động bình thường. Bộ lọc nhiễu lưới có thể ngăn chặn hiệu quả việc cung cấp điện bị trục trặc do tác động bên ngoài nhiễu điện từ.

Ngoài ra, một phần của EMI Tiếng ồn đi vào từ đầu vào của bộ nguồn có thể xuất hiện ở đầu ra của bộ nguồn và nó sẽ tạo ra điện áp cảm ứng trong mạch tải của bộ nguồn, trở thành nguyên nhân làm cho mạch hoạt động sai hoặc gây nhiễu tín hiệu truyền. trong mạch. Những vấn đề này cũng có thể được ngăn chặn bằng bộ lọc nhiễu.

LISUN Hệ thống thu EMI để dẫn bức xạ EMI (Giao thoa điện từ) hoặc tiến hành kiểm tra phát thải. Các EMI-9KB Máy thu EMI được tạo ra bởi cấu trúc đóng hoàn toàn và vật liệu dẫn điện mạnh, có tác dụng che chắn cao. Do công nghệ mới cho Hệ thống kiểm tra EMI, nó đã giải quyết được vấn đề tự EMI của thiết bị. Kết quả kiểm tra theo báo cáo kiểm tra định dạng quốc tế. Hệ thống kiểm tra EMI EMI-9KB đáp ứng đầy đủ CISPR15:2018, CISPR16-1, GB17743, FCC, EN55015 và EN55022.

Vai trò của bộ lọc nhiễu trong thiết bị cung cấp điện như sau:
(1) Ngăn nhiễu điện từ bên ngoài can thiệp vào công việc của mạch điều khiển của chính thiết bị cung cấp điện;
(2) Ngăn nhiễu điện từ bên ngoài can thiệp vào công việc của phụ tải của nguồn điện;
(3) Ngăn chặn EMI do chính nguồn điện tạo ra;
(4) Đàn áp EMI được tạo ra bởi các thiết bị khác và được truyền qua nguồn điện.

Khi bản thân nguồn điện chuyển mạch đang hoạt động và thiết bị điện tử ở trạng thái chuyển mạch, nhiễu đầu cuối sẽ xuất hiện ở đầu vào của thiết bị cung cấp điện, dẫn đến nhiễu bức xạ và dẫn điện, đồng thời sẽ xâm nhập vào lưới điện xoay chiều gây nhiễu. thiết bị điện tử khác, vì vậy phải có biện pháp hữu hiệu để ngăn chặn nó. . Che chắn điện từ là cách tốt nhất để ngăn chặn nhiễu bức xạ từ EMI tiếng ồn. Về mặt ngăn chặn sự can thiệp được dẫn của nhiễu EMI, việc sử dụng EMI bộ lọc là một phương tiện rất hiệu quả, và tất nhiên, nên sử dụng các biện pháp nối đất tốt.

Nhiều quốc gia trên thế giới đã thực hiện các quy tắc giới hạn nhiễu điện từ nghiêm ngặt, chẳng hạn như Hoa Kỳ có FCC, Đức có FTZ, VDE và các tiêu chuẩn khác. Nếu thiết bị điện tử không đáp ứng các quy tắc về giới hạn tiếng ồn, sản phẩm đó không thể được bán và sử dụng.

Do những nguyên nhân trên, cần thiết kế và sử dụng bộ lọc nhiễu lưới đáp ứng yêu cầu trong các thiết bị cung cấp điện.

3. Các loại tiếng ồn và bộ lọc EMI
Có hai loại nhiễu EMI trên các dây dẫn đầu vào của bộ nguồn: nhiễu phương thức chung và nhiễu phương thức vi sai, như trong Hình 1. Nhiễu EMI tồn tại giữa dây dẫn đầu vào AC và đất được gọi là nhiễu phương thức chung. Nó có thể được coi là tín hiệu nhiễu có cùng điện thế và cùng pha được truyền trên đường vào AC, nghĩa là, điện áp V1 và V2 trong Hình 1. Nhiễu EMI tồn tại giữa các đạo trình đầu vào AC được gọi là nhiễu phương thức vi sai, có thể được coi là tín hiệu nhiễu với độ lệch pha 180 ° được truyền trong đường vào AC, cụ thể là điện áp V3 trong Hình 1. Nhiễu chế độ chung là dòng nhiễu chạy vào đất từ ​​đường vào AC, và chế độ vi sai nhiễu là dòng nhiễu chạy giữa các dòng đầu vào AC. Nhiễu EMI được dẫn trên bất kỳ đường dây đầu vào nguồn nào có thể được biểu thị bằng nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ khác biệt, và hai nhiễu EMI này có thể được coi là các nguồn EMI độc lập được triệt tiêu riêng biệt.

Khi thực hiện các biện pháp để triệt tiêu nhiễu nhiễu điện từ, cần cân nhắc chính là triệt tiêu nhiễu phương thức chung, vì nhiễu phương thức chung chiếm phần lớn trong toàn bộ miền tần số, đặc biệt là trong miền tần số cao, và nhiễu phương thức vi sai chiếm tỷ lệ lớn. trong miền tần số thấp, vì vậy cần dựa vào Đặc tính này của nhiễu EMI để chọn một bộ lọc EMI thích hợp.

Bộ lọc tiếng ồn cho bộ nguồn có thể được chia thành các loại tích hợp và rời rạc tùy theo hình dạng của chúng. Loại tích hợp là bao bọc cuộn cảm, tụ điện, v.v ... trong một lớp vỏ kim loại hoặc nhựa; loại rời rạc là lắp cuộn cảm, tụ điện… trên bảng in để tạo thành bộ lọc triệt nhiễu. Sử dụng hình thức nào phụ thuộc vào chi phí, đặc điểm, không gian lắp đặt,… Loại tích hợp có giá thành cao, đặc tính tốt, lắp đặt linh hoạt; loại rời có giá thành thấp hơn nhưng che chắn không tốt, có thể tự do phân bố trên bảng in.

4. Cấu trúc cơ bản của bộ lọc nhiễu
Bộ lọc nhiễu EMI của bộ nguồn là bộ lọc thông thấp thụ động, truyền dòng điện xoay chiều đến nguồn điện mà không bị suy giảm và làm giảm đáng kể nhiễu EMI được đưa vào với dòng điện xoay chiều. Chúng xâm nhập vào lưới điện xoay chiều và gây nhiễu cho các thiết bị điện tử khác.

Cấu trúc cơ bản của bộ lọc nhiễu lưới điện xoay chiều một pha được trình bày trong Hình 2. Nó là một mạng thụ động bốn đầu được cấu tạo bởi các thành phần tham số tập trung. Các thành phần chính được sử dụng là cuộn cảm chế độ chung L1, L2, cuộn cảm chế độ vi sai L3, L4, tụ điện chế độ chung CY1, CY2 và tụ điện chế độ vi sai CX. Nếu mạng bộ lọc này được đặt ở đầu vào của nguồn điện, L1 và CY1 và L2 và CY2 tương ứng tạo thành bộ lọc thông thấp giữa hai cặp cổng độc lập trên đường vào AC, có thể làm giảm nhiễu phương thức chung hiện có trên dòng vào AC. nhiễu, ngăn chúng xâm nhập vào nguồn điện. Cuộn dây điện cảm chế độ chung được sử dụng để làm giảm nhiễu chế độ chung trên đường dây vào AC. L1 và L2 nói chung được quấn với cùng số vòng theo cùng chiều trên lõi ferit của mạch từ kín. Từ thông sinh ra của dòng điện xoay chiều ở hai cuộn dây triệt tiêu lẫn nhau làm cho các lõi kích từ không bão hòa từ thông, giá trị cảm kháng của hai cuộn dây lớn hơn và không thay đổi ở trạng thái chế độ chung.

Các cuộn dây điện cảm chế độ vi sai L3, L4 và tụ điện chế độ vi sai CX tạo thành một bộ lọc thông thấp giữa các cổng độc lập của đường dây đến AC, được sử dụng để triệt tiêu nhiễu nhiễu chế độ vi sai trên đường dây đến AC và ngăn nguồn cung cấp thiết bị khỏi bị can thiệp bởi nó.

Bộ lọc nhiễu nguồn cung cấp điện được thể hiện trong Hình 2 là một mạng thụ động với loại bỏ hai chiều. Việc chèn nó giữa lưới điện AC và nguồn điện tương đương với việc thêm một rào cản chặn giữa nhiễu EMI của cả hai. Một bộ lọc thụ động đơn giản như vậy hoạt động như một bộ khử nhiễu hai chiều, vì vậy nó có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử khác nhau. đã được sử dụng rộng rãi.

5. Nguyên tắc thiết kế chính của bộ lọc nhiễu
Các lõi từ được sử dụng trong cuộn dây điện cảm chế độ phổ biến là hình xuyến, hình chữ E và hình chữ U. Vật liệu nói chung là ferit. Lõi hình xuyến phù hợp với dòng điện lớn và độ tự cảm nhỏ. Mạch từ của nó dài hơn hình chữ E và hình chữ U, không có khe hở. , cuộn cảm lớn hơn có thể thu được với số vòng dây nhỏ hơn, và do những đặc điểm này, nó có đặc tính tần số tốt hơn. Từ thông rò cuộn dây của lõi từ hình E nhỏ, vì vậy khi từ thông rò của phần cảm có thể ảnh hưởng đến các mạch khác hoặc các mạch khác có ghép từ với điện cảm chế độ chung và không thể đạt được hiệu ứng suy giảm nhiễu cần thiết, Nên xem xét lõi từ hình chữ E. điện cảm chế độ chung.

Các cuộn dây điện cảm chế độ vi sai thường sử dụng lõi từ được ép bột kim loại. Do dải tần số thấp của lõi từ được ép bột, từ hàng chục kHz đến vài MHz, đặc tính chồng chéo DC của nó tốt và độ tự cảm sẽ không giảm đáng kể trong các ứng dụng dòng điện cao. Thích hợp nhất cho cuộn cảm chế độ vi sai.

Trong hình 2, bộ lọc nhiễu bộ nguồn sử dụng hai loại tụ điện, CX, CY1 và CY2. Chúng có các chức năng khác nhau trong bộ lọc và có các yêu cầu về mức độ an toàn khác nhau, vì vậy các thông số hoạt động của chúng liên quan trực tiếp đến hiệu suất an toàn của bộ lọc.

Tụ điện chế độ vi sai CX được mắc vào hai đầu của đường dây xoay chiều. Ngoài điện áp AC định mức, nó cũng sẽ chồng các điện áp đỉnh EMI khác nhau tồn tại giữa các đường dây đến AC. Do đó, yêu cầu về hiệu suất của điện áp chịu đựng và điện áp đỉnh thoáng qua của tụ điện là tương đối cao, đồng thời, yêu cầu sau khi tụ điện bị hỏng, mạch điện tiếp theo và an toàn cá nhân không được nguy hiểm. Mức độ an toàn của tụ điện CX được chia thành hai loại: X1 và X2. Loại X1 thích hợp cho các trường hợp chung và loại X2 thích hợp cho các ứng dụng có điện áp đỉnh nhiễu cao xảy ra.

Tụ điện chế độ chung CY được kết nối giữa đường dây đến AC và mặt đất của khung máy. Chúng được yêu cầu phải có đủ giới hạn an toàn về các đặc tính điện và cơ học. Trong trường hợp xảy ra sự cố và đoản mạch, khung thiết bị sẽ rất nguy hiểm. Nếu lớp cách điện hoặc lớp bảo vệ nối đất của thiết bị bị hỏng, người vận hành có thể bị điện giật và thậm chí gây nguy hiểm cho an toàn cá nhân. Do đó, dung lượng của tụ điện CY nên được hạn chế để dòng điện rò dưới điện áp của tần số danh định nhỏ hơn giá trị thông số kỹ thuật an toàn. Ngoài ra, nó cũng được yêu cầu rằng nó phải có đủ điện áp chịu đựng và biên độ điện áp đỉnh cao thoáng qua, và trong trường hợp sự cố điện áp, nó phải ở trạng thái hở mạch để vỏ thiết bị không được sạc.

Tóm lại, khi thiết kế và lựa chọn bộ lọc nhiễu lưới, trước hết phải xem xét tính năng an toàn của cuộn cảm và tụ điện sử dụng vì chúng làm việc trong môi trường điện áp cao, dòng điện cao và môi trường nhiễu điện từ khắc nghiệt. Đối với cuộn dây thuần cảm, cần chú ý đến lõi từ, vật liệu làm dây quấn, vật liệu cách điện và khoảng cách cách điện, độ tăng nhiệt độ cuộn dây,…. Đối với tụ điện, cần ưu tiên loại điện dung, điện áp chịu đựng, mức độ an toàn, công suất, dòng rò,… và đặc biệt phải chọn sản phẩm đã đạt chứng nhận an toàn của các cơ quan an toàn quốc tế.

4) Tóm lại, cần chú ý những điểm sau khi sử dụng bộ lọc nhiễu nguồn điện:
một. Bộ lọc phải được lắp đặt càng gần đầu vào AC của thiết bị càng tốt, và đường vào AC không có bộ lọc phải càng ngắn càng tốt trong thiết bị;
b. Các dây dẫn của tụ điện trong bộ lọc phải càng ngắn càng tốt để ngăn cản điện trở cảm ứng và điện dung của dây dẫn cộng hưởng ở các tần số thấp hơn;
c. Có một dòng điện lớn chạy trên dây nối đất của bộ lọc, sẽ tạo ra bức xạ điện từ. Bộ lọc phải được che chắn tốt và nối đất;
d. Dòng đầu vào và dòng đầu ra của bộ lọc không thể được nhóm lại với nhau. Khi đấu dây, cố gắng tăng khoảng cách giữa chúng để giảm sự ghép nối giữa chúng. Một phân vùng hoặc lớp che chắn có thể được thêm vào.

6. Phần kết luận
Việc thiết kế và lựa chọn nhiễu điện từ các bộ lọc chủ yếu dựa trên các đặc tính nhiễu nhiễu và các yêu cầu về khả năng tương thích điện từ của hệ thống, trên cơ sở hiểu được dải tần của nhiễu điện từ và ước tính độ lớn gần đúng của giao thoa. Trước hết, cần phải hiểu môi trường sử dụng của bộ lọc (điện áp sử dụng, dòng tải, nhiệt độ và độ ẩm xung quanh, sốc rung, phương pháp lắp đặt và vị trí, v.v.), và tập trung vào các thông số hoạt động an toàn của nó, vì nó liên quan đến thiết bị và an toàn cá nhân. Đồng thời làm cho bộ lọc tạo ra tiếng ồn EMI tốt nhất. Cấu trúc mạng và các thông số của bộ lọc nên được lựa chọn theo yêu cầu của mạch truy nhập và nguyên tắc tạo ra sự không phù hợp trở kháng lớn nhất. Để có các đặc tính giảm nhiễu điện từ tối ưu, bộ lọc phải được gắn đúng cách trên thiết bị điện tử.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết áp, Tích hợp hình cầu, Máy quang phổ, Surge Generator, Súng giả lập ESD, Bộ thu EMI, Thiết bị kiểm tra EMC, Kiểm tra an toàn điện, Phòng môi trường, Buồng nhiệt độ, Đài Khí tượng Thủy văn, Phòng nhiệt, Thử nghiệm phun muối, Phòng kiểm tra bụi, Kiểm tra không thấm nước, Kiểm tra RoHS (EDXRF), Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ:  Service@Lisungroup.com , Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh  Sales@Lisungroup.com , Di động / WhatsApp: +8618117273997

Tags:EMI-9KA , EMI-9KB