在搭建电子负载与双向直流电源的传导发射测试系统时,需遵循测试标准、设备选型、测试布置、测试方法、数据分析五大核心步骤,具体如下:
一、明确测试标准
传导发射测试需依据国际或国内标准进行,常见的标准包括:
- CISPR 22:针对信息技术设备(ITE)的传导发射限值及测量方法。
- CISPR 14-1:针对家用电器和电动工具的传导发射要求。
- CISPR 15:针对灯具的传导发射及插入损耗测试。
- EN 55032:欧盟对多媒体设备的电磁兼容性要求,涵盖传导发射测试。
- GB/T 6113:中国国家标准,规定无线电骚扰和抗扰度测量设备及方法。
测试频段通常为150kHz至30MHz,部分标准(如CISPR 15)可能扩展至更低或更高频段。
二、选型测试设备
测试系统需包含以下关键设备:
- 线性阻抗稳定网络(LISN):
- 作用:隔离电源噪声,提供稳定的测试阻抗(通常为50Ω),并提取电源线上的传导发射信号。
- 选型:需符合标准要求的阻抗特性(如50Ω/50μH+1Ω的V型网络),并覆盖目标测试频段。
- EMI接收机或频谱分析仪:
- 作用:测量传导发射信号的频谱分布,计算骚扰电压或电流值。
- 选型:需具备峰值(PK)、准峰值(QP)、平均值(AV)检波器,且测试频率范围覆盖150kHz至30MHz。
- 电子负载:
- 作用:模拟实际负载条件,测试双向直流电源在不同工作模式(源模式/负载模式)下的传导发射特性。
- 选型:需支持双向能量流动,具备高精度电压/电流控制能力(如恒压CV、恒流CC模式),并具备动态响应功能(如模拟电池充放电曲线)。
- 辅助设备:
- 包括模拟手(用于手持设备测试)、被动电压探头、电流探头(与CDN配合使用)、接地平面、屏蔽室等。
三、布置测试环境
测试布置需模拟实际工况,确保测试结果的重复性和准确性:
- 台式设备布置:
- 被测设备(EUT)放置在距接地平面80cm至90cm高的实验台上,实验台表面为铺金属接地板的导电平面或非导电平面。
- EUT与LISN之间的间隔在地面上的投影距离为80cm。
- 所有电缆与接地平面(GND)的间距在10cm以上,悬垂电缆末端距GND为40cm以上。
- 落地式设备布置:
- 遵循类似原则,但需根据具体标准调整EUT与接地平面的距离(如CISPR 14-1中为10cm±25%)。
- 电缆处理:
- 超长电缆需捆扎成30cm至40cm的线束。
- 未使用的I/O信号电缆末端需接终端电阻进行终端匹配,不能悬空。
四、执行测试方法
测试需分别针对电源端口和负载端口进行,具体步骤如下:
- 电源端口传导发射测试:
- 将EUT的电源插头连接到LISN上,EMI接收机的RF输入连接到LISN的RF输出(中间可能插入RF衰减器或脉冲限幅器)。
- 切换LISN的L/N开关,选择测试电源线的对地共模骚扰电压。
- 设置EMI接收机为步进点频调谐模式,扫描150kHz至30MHz频段,记录骚扰电压值。
- 负载端口传导发射测试:
- 使用被动电压探头,将需要测试的负载线绝缘剥开,直接用探头连接EMI接收机测量负载线导线端子对地的骚扰电压。
- 若设备额定电流过大,无合适LISN可用时,可直接用电压探头测量电源端的骚扰电压。
- 双向模式测试:
- 切换双向直流电源至负载模式,模拟电池放电场景(电源吸收能量并反馈至电网)。
- 使用电子负载在源模式下提供稳定直流输入,模拟电网输入。
- 在电源输出端(此时为负载输入端)测量传导发射,验证双向模式下的性能是否与单向模式一致。
五、分析测试数据
测试完成后,需将测量值与标准限值线进行比较:
- 若接收机检波器的测量值(QP/AV)分别低于限值线,则测试通过(PASS);否则失败(FAIL)。
- 对于失败项,需定位超标频点,分析干扰源(如开关管高频开关、电容滤波不足等),并采取优化措施(如增加滤波电容、优化PCB布局等)。