USB快充適配器 第2部分：共模噪聲技術(shù)規(guī)范

3USB快充適配器第2部分：共模噪聲技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了給帶觸摸屏的移動(dòng)終端供電的USB快充適配器共模噪聲的術(shù)語(yǔ)和定義、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等。本文件適用于信息技術(shù)、音視頻設(shè)備、通信終端設(shè)備供電的USB快充適配器，如：計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備、電子書、顯示器、手機(jī)等設(shè)備用充電器適配器電源。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。Part1-1:RadiodisturbanceandimPart1-2:Radiodisturbancean3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。USB快充適配器USBfastchargingadapter將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，通過USB接口與用電設(shè)備相連接，使用時(shí)可通過握手協(xié)議等方式實(shí)現(xiàn)輸出電壓或電流可調(diào)，從而對(duì)用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速充電的電源產(chǎn)品。共模噪聲commonmodenoise共模噪聲又稱為非對(duì)稱噪聲或線路對(duì)地的噪聲，在本文中，共模噪聲是指同時(shí)出現(xiàn)在快速充電器輸出線與大地之間的電氣信號(hào)。4符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ)下列符號(hào)和縮略語(yǔ)適用于本文件。EUT:被測(cè)試設(shè)備(EquipmentUnderTest)USB:通用串行總線(UniversalSerialBus)PWM:脈沖寬度調(diào)制(PulseWidthModulation)45限值要求本文件所涉及的共模噪聲，是指USB快充適配器在給用電設(shè)備充電時(shí)，在用電設(shè)備供電端口產(chǎn)生對(duì)大地的高頻電壓信號(hào)。其產(chǎn)生原理詳細(xì)可見附錄A。當(dāng)USB快充適配器在給用電設(shè)備充電時(shí)，因快充適配器、用電設(shè)備和大地之間存在寄生電容，會(huì)有一部分高頻高壓信號(hào)在USB快充適配器輸出端、用電設(shè)備以及他們與大地之間的寄生電容所形成回路之間流動(dòng)，產(chǎn)生高頻電流。嚴(yán)重的高頻電流在用電設(shè)備端產(chǎn)生的共模噪聲電壓會(huì)影響用電設(shè)備的正常工作，本文件制定了USB快充適配器的共模噪聲電壓限值以及測(cè)試方法。USB快充適配器的共模噪聲可通過電壓法和頻譜法兩種方法進(jìn)行測(cè)量，兩種方法測(cè)量的共模噪聲電壓限值應(yīng)分別滿足表1和表2的要求。表1電壓法共模噪聲限值頻段范圍峰-峰值限值V50Hz或60Hz2表2頻譜法共模噪聲限值級(jí)別頻段范圍限值1級(jí)50Hz或60Hz峰-峰值<85V2級(jí)50Hz或60Hz峰-峰值<95V6實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的布置6.1試驗(yàn)環(huán)境的要求試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)做到能區(qū)分來自EUT的騷擾和環(huán)境噪聲。實(shí)驗(yàn)室的地面應(yīng)設(shè)置接地參考平面。接地參考平面是一種最小厚度為0.25mm的銅或1mm的鋁的金屬板，其他金屬材料雖可使用但至少要有1mm的厚度。接地參考平面每邊至少伸出受試設(shè)備0.5m。應(yīng)始終遵守國(guó)家有關(guān)安全規(guī)程的規(guī)定。6.2測(cè)量布置的要求為了模擬移動(dòng)終端的等效容性負(fù)載，在充電器的輸出負(fù)端接一個(gè)規(guī)格為(100±1)mm×(60±1)mm×(12±1)mm的導(dǎo)電金屬盒子。EUT及其電纜線，負(fù)載以及模擬的容性負(fù)載應(yīng)被放置在30cm高的絕緣支撐物上，并且離周圍的金屬構(gòu)件至少30cm。應(yīng)使用盡可能短的導(dǎo)體將AMN的參考接地點(diǎn)連接到接地平板上。EUT的輸出線應(yīng)無感擺放，EUT至負(fù)載的最大投影距離線線號(hào)為22AWG,長(zhǎng)度應(yīng)為1.2m。EUT應(yīng)在滿載工作條件下進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)選用標(biāo)稱功率是實(shí)際功率5倍以上的水泥電阻負(fù)載。圖1為電壓法試驗(yàn)布置的示意圖，圖2為頻譜法試驗(yàn)布置的示意圖，供參考。試驗(yàn)布置的規(guī)定以文字?jǐn)⑹鰹橹?。?biāo)引序號(hào)說明：1——隔離變壓器；2——AMN(人工電源網(wǎng)絡(luò));3——EUT(快充適配器);4——水泥負(fù)載；5——模擬容性負(fù)載；6——示波器探頭；7——參考接地板。圖1電壓法試驗(yàn)布置示意圖標(biāo)引序號(hào)說明：1——隔離變壓器；2——AMN(人工電源網(wǎng)絡(luò));3——EUT(快充適配器);4——水泥負(fù)載；5——模擬容性負(fù)載；7——參考接地板。圖2頻譜法試驗(yàn)布置示意圖67檢測(cè)方法7.1電壓法測(cè)試7.1.1示波器的要求示波器需滿足如下要求：b)采樣率：2GS/s。7.1.2示波器探頭的要求示波器探頭需滿足如下要求：b)衰減：10倍；7.1.3人工電源網(wǎng)絡(luò)的要求符合CISPR16-1-2的要求，同時(shí)射頻輸出端口需端接50Q阻抗。7.1.4隔離變壓器的要求推薦采用1:1的隔離變壓器。7.1.5測(cè)試步驟共模噪聲電壓法可按如下步驟進(jìn)行測(cè)試：a)將EUT按照?qǐng)D1布置要求進(jìn)行擺放。b)將隔離變壓器輸出的其中一極接參考接地板。c)設(shè)置示波器，以看到圖3所示工頻共模噪聲波形，判定工頻的峰-峰值是否滿足限值要求。d)如果工頻波形滿足限值要求，需要肉眼檢查判定工頻波形疊加的高頻噪聲峰峰值較高的部分，如圖3中畫圈部分所示，然后依次展開。e)展開后的波形，對(duì)于脈沖寬度小于或等于250ns的尖峰可忽略，如圖4所示。f)對(duì)于脈沖寬度大于250ns的波形，則測(cè)量共模噪聲時(shí)，需包括該電平幅值，如圖5所示。87.1.6測(cè)試記錄a)將EUT按照?qǐng)D2布置要求進(jìn)行擺放。b)將隔離變壓器輸出的其中一極接參考接地板。97.2.6測(cè)試記錄8測(cè)量不確定度算出測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備的不確定度。測(cè)試報(bào)告中應(yīng)同時(shí)給出測(cè)量結(jié)果和計(jì)算出的不確定(資料性)共模噪聲產(chǎn)生原理介紹A.1觸控屏的工作原理介紹主流的手機(jī)、平板電腦等智能產(chǎn)品的觸摸屏主要為電容式觸摸屏。其觸控工作原理主要是利用人體擁有大量電解質(zhì)，在特定情況下可以安全地傳導(dǎo)微弱的電流。電容式觸摸屏幕的觸控電路能產(chǎn)生50KHz～500KHz的高頻電流。當(dāng)用戶觸摸屏幕時(shí)，由于人體通過手指和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)通的，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置，從而實(shí)現(xiàn)觸控目的。圖A.1為電容觸控屏工作原理示意圖。圖A.1電容觸控屏工作原理示意圖A.2智能設(shè)備充電狀態(tài)模型為手機(jī)、平板等智能設(shè)備供電的快充適配器，通常采用無接地線的兩個(gè)腳輸入、反激拓?fù)?、無Y電容的解決方案。一般的，這類快充適配器的開關(guān)頻率在80KHz左右。當(dāng)開關(guān)電源給智能設(shè)備充電時(shí)，開關(guān)電源首先通過整流橋及濾波電容將50Hz的輸入交流電整流濾波為300V左右的高電壓，然后，高壓電被PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)器件調(diào)制成80KHz左右的高頻高電壓脈沖。由于變壓器初次極之間形成的寄生電容，如圖A.2中C1,高頻高電壓脈沖被C1傳導(dǎo)至輸出端，并通過輸出線纜傳導(dǎo)至手機(jī)等智能設(shè)備。此時(shí)，因手機(jī)等智能設(shè)備與大地形成電容，如圖A.2的寄生電容C2的容量一般很小，阻抗很大，所以人手不操作觸摸屏幕時(shí)，開關(guān)電源的高壓高頻干擾僅僅形成了對(duì)地的共模電壓，所產(chǎn)生的干擾電流非常小，還不足以影響觸摸屏的工作。當(dāng)然，智能設(shè)備的抗干擾能力也是影響觸控性能的關(guān)鍵因素。有些智能設(shè)備在充電時(shí)，即使無人觸摸，也會(huì)自行產(chǎn)生觸控動(dòng)作，猶如有無形的幽靈