Kan een universele EMC-conforme voeding nog steeds compliant blijven voor al zijn toepassingen? - EMC/ESD - Kennis - Engineersonline.nl

2021-12-02 04:07:55 By : Ms. Chocolate Lee

Opmerking: AC/DC-voedingen/adapters/opladers vallen niet onder de algemene definitie van tafelvoedingen en hoeven dus niet EMC-compatibel te zijn aan hun DC-zijde. Dat is waar als de AC/DC-voedingen/adapters/opladers in een toepassing worden verkocht, maar alleen voor het totaal - niet op de DC-poort.

In het kader van energie-efficiëntie hebben moderne AC/DC- en DC/DC-omvormers drie schakelmodi: de drip-modus, bij geen of zeer lage belasting (stand-by), een burst-modus, bij lage tot gemiddelde belasting en continue modus bij gemiddelde belasting tot volle lading. De voedingen zullen naar verwachting EMC-compatibel zijn en blijven in alle bedrijfsmodi.

Bovendien worden de EMC-conformiteitsmetingen op een schakelende voeding bijna altijd uitgevoerd met een permanent instelbare, niet-geaarde ohmse belasting. Met andere woorden, het gedrag van een voeding als mogelijk blokkeerfilter, wat vaak interessant is voor het schakelen van belastingen die daaraan kunnen worden aangesloten - al dan niet secundair aan aarde (naar PE) - wordt niet gespecificeerd.

Naast de DC-rimpel aan de DC-uitgang, is de common-mode-storingsspanning die wordt gegenereerd als gevolg van het schakelen van de voeding tussen de primaire/netvoedingszijde en de secundaire/belastingszijde geen vereiste voor EMC-conformiteit. De hoogte van deze common-mode spanning kan direct bepalen of een actieve belasting kan functioneren, bijvoorbeeld wanneer er analoge sensoren mee worden meegeleverd.

In een toepassing van elektrische veiligheidsklasse 2, dwz zonder beschermende aarde, is de secundaire gelijkspanning RF gerelateerd aan de AC-ingangsspanning en is dan capacitief 115 volt, bij 230 volt AC nominaal. De gebruikte Y-capaciteiten zijn dan maximaal 2 x 4,7 nF (voor een beweegbare toepassing) en lopen op tot maximaal 2 x 22 nF voor een stationaire toepassing, wat een eventuele 50 Hz brom kan verklaren. Deze Y-capaciteiten vormen dus ook een hoogdoorlaatfilter voor aan de netzijde opgewekte storingen, die vervolgens één-op-één aan de secundaire DC-zijde kunnen worden gekoppeld.

Figuur 1. Voorbeeld van de RF-emissie gemeten aan de primaire zijde, gegeven limiet is klasse B wanneer de secundaire zijde geaard en belast is.

Figuur 2. Voorbeeld van dezelfde voeding, dezelfde belasting, gemeten aan de primaire zijde, wanneer de secundaire zijde niet geaard is.

Voor de formele EMC-kwalificatie van een schakelende AC/DC-voeding wordt gebruik gemaakt van standaard EMC-meetopstellingen waarbij het lichtnet wordt weergegeven door een vast netwerk. Dit gebeurt met een V-netwerk, ook wel 'artifical mains network' (AMN) genoemd, en dit is voorgeschreven in IEC CISPR-16-1. De netimpedantie wordt hoogfrequent weergegeven door 2 impedanties naar de veiligheidsaarde (PE) (= V-netwerk) met een impedantie van (50 Ω // (50 µH + 5Ω)), in de frequentieband van 9 kHz tot 30 MHz . Dus bij de lagere frequenties resistief 5 , en boven 1 MHz ook weer resistief, maar dan 50 ten opzichte van de beschermende aarde. Differentieel, nul tot fase, of fase tot fase, dan geldt de som van deze individuele impedanties: dus 10 bij de lagere frequenties en 100 Ω boven 1 MHz.

Opmerking: De meeste fabrikanten verwachten dat de net/power-line-communicatie (PLC) een differentiële impedantie tussen 20 en 200 heeft. Er is dus maar een beperkte overlap.

Het ingangsfilter van schakelende voedingen maakt voornamelijk gebruik van reactieve filtercomponenten: (zelf)inductanties L, en X- en Y-capaciteiten C. LC-circuits, in serie of parallel, zijn van nature resonant en vereisen dat dissipatieve elementen worden gedempt op hun resonantiefrequentie. Voor de meeste toepassingen zijn de resonantiefrequenties van dergelijke laagdoorlaatfilters lager dan 150 kHz, omdat de meeste apparaten, met uitzondering van verlichtingsapparatuur, alleen lijngebonden RF-emissies nodig hebben vanaf 150 kHz.

Zoals reeds aangegeven moet het ontwerp zodanig zijn dat een netfilter met zijn resonanties idealiter kritisch gedempt wordt: Q ~ 1. Dit is de reden voor veel voedingfabrikanten om de ohmse belasting van de AMN te gebruiken zoals deze ook wordt gebruikt tijdens EMC-vrijgave . . Door echter extra belasting aan de netzijde toe te voegen: resistief, capacitief of inductief, wordt de resonantie afgestemd (meestal verlaagd) en/of wordt de demping verstoord. Met andere woorden: de EMC-conforme voeding wordt door zijn toepassing niet-compatibel, namelijk ook door het toevoegen van componenten aan de primaire zijde.

Verder zijn voedingen zo geconstrueerd dat er een strikte scheiding is tussen common-mode en differential-mode storingen. Hierbij worden dan gelijke/symmetrische Y-capaciteiten van nul en fase(s) tot PE, de aarding, gebruikt. Door gelijke capaciteiten te gebruiken wordt een optimale scheiding gerealiseerd, die aanzienlijk kan worden verstoord door het toepassen van een asymmetrische capaciteit, weergegeven door een ander circuitdeel.

Bij gebruik van meerdere voedingen in een apparaat worden deze in een 1-fase toepassing aan de primaire zijde parallel geschakeld. Bij een 3-fasen toepassing zouden de voedingen waar mogelijk ook gelijkmatig over de drie fasen kunnen worden verdeeld.

Of de voedingen aan de secundaire zijde parallel, in serie of alleen gerefereerd of mogelijk volledig gescheiden zijn, lijkt niet uit te maken. Desalniettemin lijken vrijwel identieke vrijlopende oscillerende voedingen die secundair met elkaar zijn verbonden, dat wil zeggen met hun regelkring, synchroon te kunnen lopen. Dit is enigszins afhankelijk van temperatuur en belasting, maar als ze eenmaal zijn gesynchroniseerd, kunnen ze moeilijk weer uit de pas lopen.

Wat betreft de intern ingebouwde ingangsfiltering, door meer voedingen voornamelijk parallel aan te sluiten, neemt de totale capaciteit tussen neutraal of fase naar PE proportioneel toe. Dit geldt ook voor de capaciteit tussen nul en fase. Bij verdubbeling van de capaciteit neemt de resonantiefrequentie evenredig af met de vierkantswortel van de toename. Door de afname van de resonantiefrequentie neemt ook de demping als gevolg van de gebruikte AMN-impedantie(s) proportioneel af.

Een ander punt is dat ze door hun inductieve energieomzetting via niet volledig gesloten transformatoren ook de eigenschap hebben om buiten de transformator een magnetisch strooiveld op te wekken. Het maken van lussen in bekabeling en/of bedrading in de buurt van voedingen leidt dan tot inductiespanningen, die op hun beurt kunnen leiden tot een storing in de werking of mogelijk direct tot uitval in de netaansluiting. Een metalen behuizing rond de voeding kan hier een oplossing zijn, afhankelijk van de oriëntatie van dergelijke strooivelden en het door de metalen behuizing gerealiseerde 'kortsluitpad'. Er zijn geen formele EMC-eisen meer voor magnetische strooiflux rond voedingen, anders dan voor verlichtingsapparatuur: de 'grote lusantenne'.

Figuur 3. H-veld van een voeding: geel: burst-modus, lage belasting; groen: 2A; Oranje: 3 A uitgangsbelasting, gemeten met een lus van 36 windingen op een afstand van 0,07 m (geen sondecorrectie toegepast).

Omdat voedingen snel worden geschakeld, zullen er ook hoogspanningsvariaties optreden bij de schakelelementen: transistor, FET, IGBT. Indien deze zijn voorzien van een koellichaam, is het afhankelijk van de interne aansluiting die dit koellichaam heeft ten opzichte van een referentie of dit koellichaam een ​​elektrisch veld zal uitstralen. Ook hier geldt: indien rondom de voeding een metalen behuizing wordt toegepast, kan de bijdrage nihil zijn.

Bij open AC/DC voedingen blijft montage op een metalen referentie op de hoeken vaak een kritisch punt. De montagegaten zijn dan tevens de elektrische contactgaten voor de filter- en ontkoppelingscomponenten op de printplaat. Het plaatsen van een open voeding op een kunststof plaat, of het gebruik van kunststof noppen om deze voeding geïsoleerd op een metalen plaat te bevestigen, zorgt ervoor dat de door de fabrikant geleverde filtering teniet wordt gedaan.

Naast EMC zijn er ook regels voor de Power Factor (PF) en de netfrequentie harmonische emissie: harmonischen in de frequentieband van 50 Hz tot 2 kHz (IEC/EN 61000-3-2), die standaard technisch zijn Power Quality (PQ ) zijn gerelateerd. Met name aan de inschakelstroom, ook wel 'inschakelstroom' genoemd, worden nog weinig eisen gesteld. Dit is de momentane stroom die wordt gegenereerd wanneer de voedingen worden ingeschakeld, als gevolg van het opladen van de ontkoppelings- en buffercondensatoren, vaak gezien als de vonk die ontstaat wanneer een netstekker in een stopcontact wordt gestoken. Zolang deze inschakelstroom geen zekeringen doorslaat, mag er veel. Er zijn ook elektronische oplossingen die dergelijke inschakelstromen minimaliseren.

Lekstromen of 'lekstromen' ontstaan ​​door het gebruik van schakelende voedingen met netfiltering. Dit is onderhevig aan beperkingen op de aanraakbeveiliging van het apparaat. Het parallel toepassen van veel schakelende voedingen of het combineren van voedingen met een extern netfilter (om te voldoen aan de EMC-eisen) kan ertoe leiden dat niet meer aan deze lekstroomeisen wordt voldaan. In het bijzonder zijn er zeer strikte lekstroomvereisten voor medische toepassingen. Daarnaast geldt als laatste redmiddel ook de 'aanraakspanning na loskoppelen'. Wanneer een voeding wordt losgekoppeld van het lichtnet, moet de spanning tussen de aanraakbare metalen delen van de connector binnen 2 seconden onder de 60 volt komen, dwz vanaf een nominale piek van 325 volt bij een netspanning van 230 VAC, RMS.

Een EMC-conforme voeding zal bijdragen aan het EMC-compatibel maken van een ermee gevoede applicatie, mits aan een groot aantal voorwaarden wordt voldaan. Omdat deze omstandigheden, respectievelijk de oorzaken van de verslechtering van de EMC-prestaties van voedingen niet algemeen bekend zijn, kunt u concluderen dat het gebruik van een EMC-conforme voeding geen EMC-conforme toepassing op het lichtnet garandeert. of stroompoort.

Omdat een leverancier/fabrikant van voedingen niet alle applicaties en applicaties kan overzien, blijft het noodzakelijk hier zorgvuldig mee om te gaan en na applicatie te verifiëren of de totale applicatie nog EMC-compliant is gebleven.

Hier kun je een reactie achterlaten op het bericht. Om spam te voorkomen worden reacties pas gepubliceerd na beoordeling door de redactie.

Met radarsystemen bewaakt u ook veilig beschermde gebieden wanneer optische sensoren hun limieten bereiken...

Onderzoekers van de Seoul National University in Zuid-Korea hebben een kameleonachtige robot ontwikkeld...

40 jaar geleden debuteerden The Rolling Stones met hun iconische album Tattoo You. Boston Dynamics…

Je hebt robots en je hebt drones, maar er waren geen robots die konden vliegen en lopen...

Kun je koken met laser? Zal het leuk zijn? En is het goed gaar van binnen? Universiteit van Colombia…

Vandaag is het precies zestig jaar geleden dat de Tweede Kamer op voorstel van de minister van Onderwijs Cals instemde met de oprichting van een Technische Universiteit in Enschede. Universiteitskrant U-Today viert dit met…

Een nieuw gelei-achtig materiaal is bestand tegen het gewicht van een olifant en keert terug naar zijn oorspronkelijke vorm, ook al bestaat het voor 80% uit water.

Een nieuw machine learning-model stelt robots in staat om interacties tussen verschillende objecten te begrijpen. Dit is handig voor industriële robots die complexe manipulatietaken in meerdere stappen moeten uitvoeren, ...

Naar digitaal magazine 1, Elektronica productie >>

Naar alle digitale tijdschriften >>

Een congres en vakbeurs gericht op het bijhouden van de ontwikkelingen op het gebied van geavanceerde batterij- en...

Hoe ziet het voedselsysteem van de toekomst eruit? Welke rol speelt technologie daarbij?

Dit seminar geeft een technisch en marktoverzicht van magneetrecycling in de EU, met actuele O&I...

Disclaimer/privacyverklaring Contact Colofon Inschrijven Adverteren E-mail nieuwsbrief Sitemap

Vraag en aanbod Wie levert Constructor Elektro-Data A&B Kunststof en Rubber

© 2010-2019 MYbusinessmedia Holding bv Alle rechten voorbehouden