交流充電樁電磁兼容試驗(yàn)報(bào)告

交流充電樁電磁兼容試驗(yàn)報(bào)告目錄一． 傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)

傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)主要測試產(chǎn)品設(shè)備對于電網(wǎng)的干擾。試驗(yàn)方法通過測試電源輸入的波形是否超出限值，來判定產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)，測試頻段為：150KHZ-30MHZ。試驗(yàn)過程將電源連接到LISN上，接收機(jī)RF輸入練到LISN的RF輸出，切換LISN的L/N開關(guān)來選擇測試電源線的騷擾。試驗(yàn)現(xiàn)象圖1傳導(dǎo)發(fā)射波形圖如圖1所示，圖中×處為超標(biāo)，2.56MHZ-3.5MHZ之間有出現(xiàn)平均值超出限值的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果干擾超過標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)未通過。試驗(yàn)分析從帶寬噪聲分析角度出發(fā)，上圖的帶內(nèi)噪聲應(yīng)該屬于“高密度型尖峰群”噪聲，如下圖所示：對于這些噪聲，單板上沒有任何時(shí)鐘頻率和其有關(guān)系（現(xiàn)有電子系統(tǒng)板級晶振的頻率是16MHz，400MHz），沒有對應(yīng)這些頻率的基頻和諧波，不考慮為時(shí)鐘產(chǎn)生的輻射噪聲。其次板級的開關(guān)電源的頻率一般在幾十KHz-幾百KHz（典型值在20-200KHz區(qū)間內(nèi)），這些噪聲的高次諧波能量已經(jīng)很小，不符合實(shí)驗(yàn)檢測出的噪聲dB值。（但是不排除開關(guān)電源噪聲與其他噪聲疊加、寄生的可能）所以預(yù)測噪聲來自電子系統(tǒng)的內(nèi)部諧振。根據(jù)噪聲在1-10MHz帶內(nèi)密集分布，根據(jù)現(xiàn)有的板卡硬件設(shè)計(jì)，結(jié)合查閱資料和經(jīng)驗(yàn)來說，噪聲可能來自以下源：斷路器凸輪觸電(板級的繼電器)；接觸器的線圈脈沖(強(qiáng)電220接觸器)；轉(zhuǎn)換開關(guān)電路(三極管開關(guān)電路)；多路通信設(shè)備(CAN，USB,LAN,485，232)；功率轉(zhuǎn)換控制器瞬態(tài)(馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片)；數(shù)字電路的總線噪聲（開關(guān)量扇出電路）。6.解決方法：（1）在電源輸入板卡的線纜上串一個(gè)共模電感。（感值暫定為mH級別）（2）做好電源濾波。為每一個(gè)IC電路的電源提供一組大、中、小、容值適當(dāng)?shù)碾娙荩瑸V除不同頻帶的噪聲。（3）在板級GND和外部電源GND之間增加一個(gè)TT型濾波電路。（4）在斷路器、接觸器、轉(zhuǎn)換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號增加電容。減少驅(qū)動(dòng)信號本身的噪輻射。板級有很多信號控制都是方波，方波在上、下沿的頻率分布是非常豐富的。（5）總線輸出始端輸出串聯(lián)匹配電阻（33歐姆）進(jìn)行匹配，可以有效減小總線輻射，注意匹配電阻靠近驅(qū)動(dòng)源放置。（6）布線遵循3w原則，減小信號串?dāng)_。雙層板上，總線簇兩側(cè)加包地線或者另外一層（非總線所在層）的總線投影區(qū)域內(nèi)鋪接地銅皮；多層板上，總線簇應(yīng)靠近完整地平面走線，最好走內(nèi)層。走線粗細(xì)的跳變會(huì)導(dǎo)致信號出現(xiàn)阻抗失配問題，使信號波形產(chǎn)生畸變。所以保持線寬連續(xù)。（7）在PCB設(shè)計(jì)時(shí)候，在總線扇出，功率信號扇出附近適當(dāng)就近放置過孔，減小信號回流面積，抑制噪聲。（8）PCB合理布局，不同功能的單元電路之間需要適當(dāng)?shù)碾姎獍踩嚯x，尤其功率電路和控制電路要分割開。說明：因?yàn)楝F(xiàn)有硬件實(shí)物已經(jīng)存在，所以（1）-（4）措施可以嘗試，剩余的只能待下一版本硬件設(shè)計(jì)時(shí)加入。靜電放電抗擾度試驗(yàn)靜電抗擾度試驗(yàn)主要測試產(chǎn)品對于接觸放電和空氣放電干擾的抗干擾能力測試。1．試驗(yàn)方法接觸放電靜電放電器的電極尖端在具有較高電壓的情況下，可以對周圍接觸到的其他導(dǎo)體會(huì)形成靜電釋放現(xiàn)象，從而形成接觸放電?？諝夥烹姡河捎陟o電發(fā)生器的帶電極在接近待測部分時(shí)，電極和被測部分之間可以形成火花擊穿通道導(dǎo)致電極和待測部分之間能夠靜電放電。試驗(yàn)過程接觸放電：靜電槍對人體可接觸到的金屬部分，直接接觸輸出等級為三級6000V靜電?？諝夥烹姡红o電槍對人體可接觸到的金屬部分上方（不接觸），輸出等級為三級8000V靜電。試驗(yàn)現(xiàn)象接觸放電：靜電槍對打印機(jī)鎖孔進(jìn)行接觸放電測試時(shí)，充電樁死機(jī)?？諝夥烹姡涸谶M(jìn)行空氣放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，充電樁運(yùn)行正常。試驗(yàn)結(jié)果接觸放電試驗(yàn)未通過。試驗(yàn)分析打印機(jī)鎖孔位置距離控制板距離很近，在進(jìn)行接觸放電實(shí)驗(yàn)時(shí)鎖孔對控制板進(jìn)行了靜電放電，導(dǎo)致充電樁死機(jī)。分析1：可能鎖芯和柜體的鏈接部位存在縫隙，導(dǎo)致柜體的放電回路被破壞。原來是放電點(diǎn)的電荷直接通過柜體流入接地點(diǎn)。但是存在縫隙時(shí)候，導(dǎo)致靜電產(chǎn)生的場通過孔縫向設(shè)備內(nèi)部輻射,如下圖：分析2：關(guān)于放電時(shí)，LCD屏幕工作異常，估計(jì)設(shè)備內(nèi)走線距離靜電電流泄放途徑過近，特別是當(dāng)放電路徑上存在結(jié)構(gòu)縫隙時(shí)，縫隙附近有信號線，高能脈沖信號破壞了LCD的工作狀態(tài)。分析3：根據(jù)實(shí)物觀察了柜體地線處理方法如下：當(dāng)電流從接地螺絲流出時(shí)，如果接地線在設(shè)備內(nèi)部長度過長將會(huì)導(dǎo)致靜電電流的輻射，干擾單板正常工作。6.解決方法：（1）增加端口ESD防護(hù)，采用TVS管進(jìn)行靜電抑制，選用抗靜電能力較強(qiáng)的接口芯片。（2）針對柜體結(jié)構(gòu)的縫隙，采用銅箔、鋁箔或?qū)щ姴紝⒋丝卓p“電堵住”。（3）針對LCD屏幕，檢測此處電纜的走線方式，讓電纜遠(yuǎn)離放電途徑或放電途徑上的孔縫；同時(shí)在信號線上增加磁環(huán)，切斷靜電感應(yīng)的共模電流。（4）接地。建議PE線最好接在設(shè)備金屬殼的外表面，如果在內(nèi)表面建議長度小于6cm。快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)主要測試產(chǎn)品設(shè)備對于由閃電、接地故障或切換電感性負(fù)載而引起的瞬時(shí)擾動(dòng)的抗干擾能力。試驗(yàn)方法通過在產(chǎn)品設(shè)備的電源輸入端加載間隔為300ms的連續(xù)脈沖群干擾，測試產(chǎn)品的抗干擾能力。試驗(yàn)過程將充電樁的L、N端分別接入到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的L1、N端，測試等級為三級，2000V，2500Hz的干擾。試驗(yàn)現(xiàn)象在開始測試的瞬間，充電樁接觸器斷開，停止充電，顯示顯示是否打印憑條，重新上電之后，顯示屏無法控制。重新整改之后再次測試，在開始測試的瞬間，充電樁接觸器斷開，顯示屏顯示是否打印憑條，再次上電顯示屏工作正常。試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)時(shí)充電樁無法正常輸出，快速瞬變脈沖群試驗(yàn)不通過。試驗(yàn)分析電快速瞬變脈沖群產(chǎn)生的原理：當(dāng)電感性負(fù)載（如繼電器、接觸器等）在斷開時(shí)，由于開關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開處產(chǎn)生的瞬態(tài)騷擾。當(dāng)電感性負(fù)載多次重復(fù)開關(guān)，則脈沖群又會(huì)以相應(yīng)的時(shí)間間隙多次重復(fù)出現(xiàn)。這種瞬態(tài)騷擾能量較小，一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì)對設(shè)備的的可靠工作產(chǎn)生影響。下圖是快速脈沖加到受檢測設(shè)備的示意圖：干擾信號從相線(從中線、地線加入，情況類似)加入的示意圖。由于左邊有擊耦臺網(wǎng)絡(luò)阻擋，所EFT信號只能被強(qiáng)制加到受試設(shè)備的電源端。對一個(gè)輸入阻抗為1M的受試設(shè)備(輸入阻抗為其他值時(shí)的情況與此類似)，試驗(yàn)表明，當(dāng)從相線加入EFT信號時(shí)，在受試設(shè)備的L、N、G端會(huì)同時(shí)得到差模電壓和共模電壓，即在（L、N）之間、在（L、G）之間、在（N、G）之間會(huì)得到不同的電壓。所以，當(dāng)EFT源輸出2000V(這是用的最多的試驗(yàn)等級)電壓時(shí)，一般會(huì)有1000V左右的差模和共模電壓從受試設(shè)備的電源加入，這個(gè)量級遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以往電磁兼容性試驗(yàn)的要求。如果受試設(shè)備在電源端沒有良好的濾波性能，則EFT信號會(huì)有一部分進(jìn)入受試設(shè)備的后續(xù)電路．眾所周知，現(xiàn)代電子設(shè)備很少有不舍數(shù)字電路的，而數(shù)字電路對脈沖干擾是比較敏感的。侵入到后續(xù)電路的EFT信號通過直接觸發(fā)或靜電耦合，使數(shù)字電路工作異常。6.解決方法增強(qiáng)受試設(shè)備抵抗EFT的措施主要從以下幾方面來考慮：（1）使用能有效濾除EFT的濾波器。根據(jù)前面的分析，EFT既能以共模、同時(shí)又能以差模的形式對受試設(shè)備進(jìn)行干擾，因此，濾波器中應(yīng)同時(shí)具有共模和差模抑制原件。推薦使用下面形式的濾波器：（2）設(shè)計(jì)PCB時(shí)努力減小地線公共阻抗值?？梢詮囊韵路矫媾Γ篴．縮短印制線的長度，這可由良好的布線來實(shí)現(xiàn)。b．使用低阻抗地線，如使用含有接地的多層