AC安定化電源の電磁両立性要件と試験方法
1 基本的な概念
電磁両立性は、電気および電子製品の重要な品質指標です。 製品の品質は主に、品質基準と技術指標の2つの主要な内容から構成されていると考えられます。 前者には、一般規格である国際 IEC と中国の国が策定する基本規格が含まれます。 後者は、製品の機能とその技術的要件の規制です。 電磁両立性と安全要件は基本的な規格です。 現在、EMC は、基本規格、共通規格、ファミリー規格、製品規格からなる完全なシステムを形成しています。 さらに、国際的にはこの目的のための特別立法が存在します。 例えば、欧州連合は、1996 年 1 月 1 日から、電気・電子製品を販売する前に、低電圧管理 (LV 指令) および電磁両立性管理 (EMC 指令) の資格認証を取得する必要があることを規定した規制を策定しました。市場。 長年にわたって、新しい EMC 規格が中国で正式にリリースされてきました。 ただし、関連する IEC EMC 規格はドラフトまたは古いバージョンから公式バージョンにアップグレードされ続け、関連する国内 EMC 規格も継続的に更新およびリリースされ、関連する EMC テストには最新バージョンが優先されることに注意してください。 。
いわゆる EMC は、GB/T4365-1996「電磁両立性用語」で、環境内のあらゆるものに許容できない電磁妨害を引き起こすことなく、デバイスまたはシステムが電磁環境で正常に動作する能力と定義されています。 この定義は 3 つの側面を要約しています。 まず、電磁妨害の制限性。 電磁障害は遍在していますが、品質基準によって制限され、その有害性は技術的手段によって制限できます。 これは、電磁環境が適格であることを保証するために、送信される電磁妨害の強度の制限値を製品に規定する必要があることを意味します。 第二に、電磁妨害に対する耐性。 これは、製品が、その性能指数を低下させることなく、指定された電磁妨害強度の電磁環境において正常に動作できる必要があることを意味します。 第三に、電磁環境の標準化と互換性。 つまり、電磁障害に対する何らかの対策を講じることは、同じ電磁環境下でそれ自体や他の製品やシステムの性能を低下させることはできず、友好的な「平和的」な方法でのみ共存することができます。 例えば、伝導干渉を低減するために、機器電源の相線と接地線との間にコンデンサが並列に接続される。 機器の場合、コンデンサの容量は漏れ電流に関する国家規格の制限値要件を満たさなければなりません。 システムにとって、それがシステム干渉結合源となり、システムの動作に影響を与えることを防止する必要があります。 したがって、製品の EMC テストには次の 2 つの側面が含まれる必要があります。
(1) 外部に発信する電磁妨害強度を試験し、規格に定められた制限値要件を満たしていることを確認する。
(2) 規定の電磁妨害強度の電磁環境条件下で感度試験を実施し、規格に定められたイミュニティ要件を満たしているかどうかを確認します。
これら 2 つの側面は、それぞれ、EMC テスト プロジェクトにおける電磁干渉または電磁妨害と妨害に対する耐性です。 感受性という用語は後者で一般的に使用されました。 電磁干渉の発生は、干渉源の強度、干渉の結合方法、および干渉に対する機器の感度によって異なります。 したがって、関連する規格における EMC の性能要件と試験方法は、さまざまな特性とタイプに応じてさまざまな項目に分類されるだけでなく、電磁妨害の異なる伝達方法に応じて 2 つのカテゴリー、つまり伝導性妨害と放射性妨害にも分類されます。干渉。 前者は主に、電磁妨害の近接場および誘導電界効果に属する、被試験機器が電力線または信号線を通じて外部に伝導する電源周波数の電力高調波および高周波ノイズの強度と周波数範囲を検出します。 後者は、主に電磁妨害の遠方界効果を目的とした、試験対象のデバイスによって直接放射される無線周波数ノイズの強度と周波数範囲を検出します。 近年、国際社会が電源高調波干渉と機器のイミュニティ要件の 2 つの側面に特別な注意を払っていることは注目に値します。 前者には、公共送電網の環境保護要件が含まれます。 後者は、機器やシステムの信頼性を確保することです。 このため、多くの規格では、電源高調波電流含有要件とイミュニティを EMC プロジェクトの 2 つの主要な技術要件として明確に分離し、別個の項目として分離しています。 情報化社会においては、情報技術機器の異常動作によって生じる損失は通貨で計測することが難しい場合が多いことを指摘しなければなりません。 電磁妨害を完全に回避することは不可能であるという現実的な条件では、特定の電磁環境条件下で製品のイミュニティを向上させることが特に重要です。
具体的には、メーカーによる特定の EMC 項目の日常的なテストで、製品の EMC 性能が国家規格および業界標準の要件を満たしているかどうかを確認することに加えて（国内外の文献報告によると、本格的な EMC 設計と徹底的なテストは行われていません） （EMC試験に合格するのは困難）、外部電磁妨害による製品への影響度や関連抑制対策の有効性を評価し、具体的な原因（発生源や作用経路）を解明することもできます。 ）EMC試験により製品に損傷が生じた場合は、相応の措置を講じます。 測定。 そのため、製品の設計・完成の初期段階でEMC試験を実施することは、製品化に向けて不可欠な作業となります。 別の観点から見ると、製品の EMC 性能を理解することは、商品検査やユーザーによる製品の承認にとって重要な要素となります。 これらすべてには、EMC のパフォーマンス要件の理解とテストの知識が必要です。
電源製品の EMC テストには、このタイプの製品の機能によって決定される固有の要件があります。 まず、電源製品は、電源 (通常は主電源) とそれが供給する負荷 (通常は電磁妨害に敏感な情報技術機器) の間の電力インターフェイスとして使用されます。 その基本的な機能は、接続された負荷が力率の影響を受けないようにすることです。 影響による故障や破損の可能性があります。 このように、電源製品に対するEMC要求は当然他の製品に比べて高くなります。 ここでの最も典型的な例は、電源製品の EMC 規格では、電源製品の入力電源端子と出力負荷端子の伝導妨害をそれぞれテストする必要があることです。 また、電源製品がシステム動作に不可欠な部品（UPS など）であり、一般製品として販売されている場合には、その製品に対して 2 回目の EMC 試験が実施される場合があります。 1 回目は、製品独自の規格で指定された EMC 性能特性をテストすることです。 2 回目は、ユーザーの意見とそれが属するシステムに基づいて体系的な EMC テストを実施することです。
多数の研究により、主電源からの電磁妨害が最も重要かつ最悪のタイプの電磁妨害であることが示されています。 この種の干渉が解決できれば、イミュニティの問題は基本的に解決されます。 このため、今日の情報化社会の技術的特徴は、コンピュータとハードウェア、ソフトウェア、電気部品という「一台三役」であると言う人もいます。 このように、主電源と電子機器、特に情報技術機器との間の電力インターフェースとしての交流安定化電源は、効果的な電力フィルタ機能を備えている必要があり、少なくとも電磁妨害に対して顕著な減衰および抑制効果がなければなりません。 これはAC電源の本質的な機能と見なされるべきです。 当然のことながら、耐干渉機能を備えた AC 安定化電源の場合、耐干渉性能を向上させるだけでなく、その出力に接続される EMI に敏感な電子製品の EMC 性能も満たさなければなりません。 EMC* * マージンの向上、これは干渉ノイズを浄化する機能を備えた耐干渉交流安定化電源の主要な機能要件です。 これは、SJ/T10541-94「干渉防止 AC 安定化電源の一般技術条件」を編纂するための基礎の 1 つです。
一方で、EMCと同様の要件の一部が電源製品の性能指標に反映されています。 たとえば、AC 安定化電源の電源電圧の影響や、出力電圧の総相対高調波成分の要件などです。 さらに、反電源周波数の磁界干渉、静電気放電、放射電磁界干渉など、微弱電流の電子機器にのみ敏感な一部の EMC 項目は、高出力の電気機器にはほとんど影響を与えない可能性があります。 SJ/T10541-94 テスト項目に必要な項目がリストされていません。 このように、AC 安定化電源の EMC 要件は、他の電気製品や電子製品の EMC 要件とは異なります。
2 EMC試験項目と要求事項
EMC 試験要件は、製品の用途に応じて、** カテゴリー、産業および商業環境での使用カテゴリー、および民間および住宅環境での使用カテゴリーの 3 つのカテゴリーに分類されます。 後者 2 つのテスト項目、要件、方法は比較的一貫していますが、違いは指標の要件にあります。 ** カテゴリは、その特殊な用途のため、後の 2 つのカテゴリとはまったく異なります。 さらに、航空および船舶の機器には、用途の特殊性から軍事機器と同様の高い要件があり、国際的な一般規格および仕様が存在します。 この記事では、市販されている AC 安定化電源の使用条件に基づいて、後者の 2 つのカテゴリに焦点を当てます。
多くの専門家や製品が関与する社会における EMC 問題への注目の高まりを考慮して、IEC は EMC 要件を IEC の基本規格として扱いました。 最新のIEC61000シリーズ規格です。 この規格は、国家規格と同様に重要な一般規格として国際的に認められています。 その 1 つである IEC61000-4「テスト技術」は、EMC テストをガイドするための基本規格です。 EMC 技術は複雑で複数の分野にまたがる、常に進化する新技術であるため、関連する EMC テスト項目、要件、および方法も常に改訂され、改善されています。 したがって、IEC61000-4 の多くの項目はまだ正式にリリースされておらず、まだ草案の段階にあります。 読者がこの側面の知識を理解しやすくするために、交流安定化電源に関連するプロジェクトを紹介し、関連する国家規格で採用されている IEC プロジェクトに焦点を当てます。
