工具机电磁相容介绍

2.工业产品EMS标准:

• 静电测试,依据IEC1000-4-2(1995/01)
  主要意义模拟人体所带静电或手持工具对产品的影响。
  通过测试的条件:
  　
  1. 接触放电2～4KV。
  2. 空气放电2～8KV。
  3. 所有的接触面都须要测试。
  4. 水平及垂直耦合面上放电测试。
  5. 测试时正负极性,至少各放电10次,间隔时间约1秒。
  6. 系统没产生当机现象,就是测试通过。

• 辐射耐受性测试,依据IEC1000-4-3(1995/01)
  主要意义模拟无线电波,电台讯号对产品之影响。
  通过测试的条件:
  　
  1. 经由天线辐射RFPOWER对待测物产生干扰测试,干扰频率范围80MHz～1GHz。
  2. 测试标准10V/m。
  3. 频率合成器为1KHzAM80%调变。
  4. 电波暗室须有电波吸收体,如能确保电波暗室电场的均匀性,则不限定。
  5. 试验方向前﹑后﹑左﹑右皆须测试。
  6. 天线至待测物距离为3公尺。
  7. 测试当中没产生当机﹑误动作以及CRT画面不会产生晃动,就是测试通过。

• 快速暂态脉冲抗扰测试,依据IEC1000-4-4(1995/01)
  主要意义模拟开关切换中所产生杂讯对产品之影响。
  通过测试的条件:
  　
  1. 实验室周围温度15℃～35℃;相对湿度25%～75%;大气压力86KPa(860mbar)～ 106KPa(1060mbar)。
  2. 干扰频率为5KHz。
  3. 试验标准2KV。
  4. 杂讯脉冲上升时间5ns±30%,每一个单脉冲动作(50%值)时间50ns±30%;突 波持续15ms±20%,突波间歇周期300ms±20%。
  5. 采用耦合杂讯脉冲至待测物。
  6. 试验时须测(a)L1对PE之关系(b)L2对PE之关系(c)L3对PE之关系(d)L1 +L2+L3对PE之关系。
  7. 系统没产生当机现象,就是测试通过。

• 传导抗扰测试,依据ENV50141(1993/08)
  主要意义模拟无线电波,电台讯号对电力线或讯号线所产生之影响。
  通过测试的条件:
  　
  1. RF干扰波直接注入电力线或讯号线。
  2. 测试频率为150KHz～80MHz。
  3. 试验标准10V。
  4. 使用耦合/解耦合网路。
  5. AM调变1KHz正弦波,80%调幅。

• 电源频率磁场的抗扰测试,依据IEC1000-4-8(1993/09)
  主要意义模拟电流流经电力线所产生之电源频率磁场对CRT画面之影响。
  通过测试的条件:
  　
  1. 实验示周围温度15℃～35℃;相对湿度25%～75%;大气压力86KPa(860mbar)～ 106KPa(1060mbar)。
  2. 模拟器须提供连续120A与暂态1200A之电流。
  3. 试验标准2KV。
  4. 试验环境电磁场至少需低于试验条件20db以上。
  5. 经诱导线圈注入30A(rms)/m50Hz之电流产生干扰源。
  6. 试验时将CRT置于诱导线圈中央,前后﹑左右﹑上下皆须测试。

工具机EMC对策:

1.电源

1. 三相入力电源在NFB与变压器间装杂讯滤波器(NoiseFilter),此滤波器的输入线愈短愈好。
2. 电源及大电流导线紧贴电气箱之底部,并沿著边角布线。
3. 开关式电源供应器加装隔离罩以防辐射性发射干扰,滤波器选用器选用π型或T型可抑制宽 波段杂讯,陶铁磁体(Ferrite)材质可抑制射频杂讯。
4. 电源线两端考虑采隔离接地,以免接地回路(GroundLoop)形成共同阻抗耦合(Common ImpedanceCoupling)将杂讯耦合至信号线。
5. 电源线与信号线尽量采用分开配线。
6. 电源变压器应加隔离(Shielding),外壳须接地良好。
7. 单相AC控制线建议采用绞线。
8. 直流导线建议使用绞线来配线。
9. 避免将电源与信号线接至同一接头。

2.信号线

1. 信号输入线与输出线应避免排在一起造成干扰。
2. 应将CABLE剩余不用之线单端接地,以避免形成感应回路。
3. 接近电源线附近的信号线考虑采用捻合(Twist)。
4. 不同类别的信号线避免混杂接在一个连接头上,宜按类别分类并加地线隔离。
5. 输入信号线与输出线尽量避免同在一个接头上,如不能避免时应将输入与输出信号错开。
6. 敏感性较高之低准位信号线,除采用绞线外可加隔离遮蔽。

3.类比信号

1. 高频的类比信号及脉波信号线建议采用隔离线。
2. 高频类比信号线采用同轴式隔离线,低频之类比信号线采用绞线,必要时可外加隔离遮蔽,绝不可使用同轴隔离线。
3. 连接头安庄位置须清洁处理,接头及金属面的接触电阻须小于2.5mΩ。
4. 类比电路干扰以波形失真为主,抑制方法主要在滤波器选用的特性,例如频宽﹑频率响应值。
5. 类比信号线与数位排线必须相互垂直。

4.数位信号

1. 避免使用未隔离遮蔽的导线来传送数位信号,宜使用多股绞线外加隔离线。
2. 数位电路干扰以外在磁场干扰为主,应加隔离措施。
3. 数位电路易受高能电场干扰,须使用隔离线隔离,以能防止1～10MHz频段之高能电场200V/m干扰为最佳隔离选择。
4. 数位电路以抑制邻近电路脉波与尖波(Spikes)干扰为主。
5. 输位电路传送避免使用过长且未加隔离之导线。

5.电路设计

1. 具干扰性的回路,如时脉﹑驱动器﹑交换式电源的ON和OFF﹑振荡器式控制信号,应加隔离遮蔽。
2. 各型PCB电路设计尽可能选用低杂讯零组件,且须考虑杂讯变化与环境温度变化之关系。
3. 陶铁磁体线圈(Ferritecore)适用于高频滤波,但须注意经由此线圈负载功率损耗。
4. 稳压器须考虑抑制线路间共通阻抗耦合(CommonImpedanceCoupling)EMI问题。
5. 振荡器本身输出越小越好,如须要较大输出,宜由放大器放大。
6. 功率放大应予隔离以防止辐射性发射。
7. 电解质电容器适用于清除高涟波(HighRipple)及暂态电压(TransientVoltage)变化。
8. 动力线的干扰有:低压(或瞬间断电)超压及突波。这些干扰通常来自于电力开关的动作﹑ 重负载的开与关之瞬间﹑功率半导体动作﹑保险丝烧断时﹑雷电感应……等。须考虑下述项目来抑制:
   〈1〉使用电源滤波器。
   〈2〉适当的电力分配。
   〈3〉受干扰的装置改用另一电路。
   〈4〉将电子零件及滤波器适当的包装。
   〈5〉使用隔离变压器。
   〈6〉装置Varistor。
   　
9. 交流电磁接触器线圈﹑电磁阀,皆须联结火花消除器。
10. 电磁开关之热电驿输出侧须联结三相火花消除器。
11. 直流继电器线圈联结二极体,以供反相电压保护。
12. 火花消除器距离负载侧愈近愈好。

6.电气箱设计

1. 电气箱采用金属制,如焊接技术没有问题(不会变形),采用接缝全焊方式,假使无法全焊 接合面的空隙尽可能缩小。假使电气箱是用螺丝组立方式,须把接触的面漆刮掉,以便取得较佳的导电性。
2. 电气箱难免会开孔来做电缆线的出入口,电波会通过这些孔就无法通过测试,因此开孔应尽 可能的缩小,没有使用到的孔须用金属做的盖子盖起来,金属与金属的接触面漆须刮掉,且须用工业环境用的导电垫片。
3. 电气箱的门在关闭时,和电气箱本体的接触面,须用工业环境用的导电垫片,使其紧密的接 触,如基于成本的考虑可用分布紧凑的间距采用固定式的螺丝锁紧。
4. 电气箱门须留接地用的端点,此接地面必须防漆。

7.操作箱设计

1. 做法与电气箱相同。
2. 以较粗的接地线来连结电气箱。

8.输入电源部份的杂讯隔离

1. 因为由电气箱出来的电缆线直接或间接的受到电气箱内一些控制单元发出杂讯的影响而变成像天线一样发射电波,假设这些杂讯没加以抑制将很难通过测试,因此我们可将输入电源部份从电气箱其他部份做区隔,其一为杂讯过滤前另一为杂讯过滤后,由电气箱所发出来的杂讯对电源线的干扰很难抑止,采用隔离区隔方式会有相当的成果。

2. 如右图输入电源部份从电气箱其他部份分隔开来,电源线不受电气箱中杂讯之干扰,入线电源的杂讯已被杂讯滤波器消除。

9.装置突波吸收器(Surgeabsorber)

把突波吸收器装于电路开关和杂讯滤波器之间,线与线间,线与接地之间,将能有效吸收突波。