Резюме
В быстро развивающейся области разработки электронных продуктов электромагнитная совместимость (ЭМС) стала существенной проблемой. Одним из важнейших тестов, гарантирующих, что электронные устройства могут выдерживать электромагнитные помехи (ЭМП), является воздействие магнитных полей промышленной частоты, как правило, 50 Гц или 60 Гц. В этой статье рассматривается значение Частота питания Моделирование магнитного поля в разработке и тестировании электронных продуктов, уделяя особое внимание характеристикам помехоустойчивости и стандартам тестирования, которые направляют разработку продукта. Особое внимание уделяется LISUN PFM61000-8A Генератор магнитного поля как инструмент для моделирования магнитных полей в соответствии с международными стандартами ЭМС. В статье содержатся конкретные требования к тестированию, основные соображения по проектированию и передовые практики, подкрепленные подробными табличными данными и реальными примерами.
1. Введение
По мере того, как электронные устройства становятся меньше и более интегрированными, их уязвимость к электромагнитным помехам (ЭМП) увеличивается. Магнитные поля промышленной частоты, обычно работающие на частоте 50 Гц или 60 Гц, являются распространенным источником ЭМП в промышленных, коммерческих и жилых средах. Чтобы гарантировать надежную работу электронных продуктов в таких средах, производители должны оценить и подтвердить их устойчивость к этим низкочастотным магнитным полям с помощью моделирования магнитного поля промышленной частоты.
В данной статье подробно рассматриваются требования к испытаниям на устойчивость к магнитному полю промышленной частоты, особое внимание уделяется характеристикам устойчивости, необходимым для проектирования продукта, и роли современного испытательного оборудования, такого как LISUN PFM61000-8A Генератор магнитного поля для моделирования этих условий.
Магнитные поля промышленной частоты — это низкочастотные переменные магнитные поля, создаваемые электрическими токами, протекающими через проводники, трансформаторы и энергосистемы. В большинстве регионов эти поля колеблются с частотой 50 Гц (Европа, Азия) или 60 Гц (Северная Америка). Хотя эти поля обычно не опасны для человека, они могут вызывать нежелательные токи и напряжения в чувствительных электронных схемах, вызывая сбои в работе, повреждение данных и даже необратимые повреждения.
Эти магнитные поля чаще всего встречаются вблизи:
• Линии распределения электроэнергии
• Электродвигатели и трансформаторы
• Электроприборы
• Промышленное оборудование
Для надежной работы электронные устройства должны демонстрировать устойчивость к этим электромагнитным помехам.
Частота питания Моделирование магнитного поля необходимо для воспроизведения реальных электромагнитных сред в контролируемых условиях. Моделируя эти магнитные поля, инженеры могут оценить восприимчивость устройств к электромагнитным помехам и внести необходимые изменения в конструкцию для повышения устойчивости. Тестирование в моделируемых условиях гарантирует, что продукция соответствует международным стандартам ЭМС, что имеет решающее значение для одобрения рынка и безопасности потребителей.
Несколько международных стандартов регламентируют устойчивость электронных изделий к магнитным полям промышленной частоты. Основные стандарты включают:
| Стандарт | Описание |
| IEC 61000-4-8 | Устойчивость к магнитным полям промышленной частоты (50 Гц или 60 Гц) |
| IEC 61000-6-1 | Требования по электромагнитной совместимости для жилых, коммерческих и промышленных помещений |
| IEC 61000-6-2 | Требования к помехоустойчивости ЭМС для промышленных сред |
| ISO-11452 8 | Методы испытаний на устойчивость к электромагнитным полям промышленной частоты в автомобилях |
Эти стандарты определяют требуемую напряженность магнитного поля, условия испытаний и критерии производительности для электронных устройств, подвергающихся воздействию низкочастотных магнитных полей.
Стандарт IEC 61000-4-8 описывает установку для тестирования магнитного поля промышленной частоты. Тестируемое устройство (DUT) помещается в магнитное поле, создаваемое катушкой Гельмгольца или аналогичным генератором магнитного поля. Напряженность магнитного поля, обычно в диапазоне от 1 А/м до 100 А/м, регулируется в соответствии с предполагаемой средой устройства.
Обзор настройки теста:
| Сила магнитного поля | Продолжительность теста | Частота поля | Направление поля |
| 1–10 А/м | Непрерывный | 50 Гц или 60 Гц | Х, У, Я |
| 10–30 А/м | 5 минут | 50 Гц или 60 Гц | Х, У, Я |
| 30–100 А/м | 1 минут | 50 Гц или 60 Гц | Х, У, Я |
Продолжительность теста и напряженность поля зависят от предполагаемой среды продукта (жилая, промышленная или коммерческая). Устройства тестируются во всех трех ортогональных направлениях (X, Y и Z), чтобы обеспечить тщательное тестирование в различных пространственных ориентациях.
PFM61000-8A_Генератор магнитного поля
Разработка электронных устройств, устойчивых к магнитным полям промышленной частоты, включает несколько стратегий, в том числе:
• Экранирование: использование магнитных экранов (например, мю-металла) для блокировки воздействия внешних магнитных полей на чувствительные внутренние цепи.
• Заземление: правильное заземление и зануление цепей для обеспечения безопасного пути для индуцированных токов.
• Дифференциальная передача сигналов: использование дифференциальных пар для передачи сигнала, что помогает снизить восприимчивость к синфазным помехам, вызванным магнитными полями.
• Выбор компонентов: использование компонентов с высокой устойчивостью к низкочастотным магнитным полям, таких как конденсаторы и индукторы, устойчивые к магнитному полю.
Эффективность работы проверяемого устройства оценивается по следующим критериям при воздействии магнитного поля промышленной частоты:
| Критерий | Описание |
| Критерий А | Тестируемое устройство работает в обычном режиме без ухудшения характеристик. |
| Критерий B | Временное ухудшение производительности, самовосстановление |
| Критерий C | Временная деградация, требующая ручного вмешательства |
| Критерий D | Постоянное повреждение или отказ функциональности |
Большинство продуктов стремятся соответствовать критерию А, который означает, что устройство может функционировать по назначению без каких-либо проблем в условиях тестируемого магнитного поля.
Команда LISUN PFM61000-8A Генератор магнитного поля — это усовершенствованная испытательная система, предназначенная для имитации магнитных полей промышленной частоты для испытаний на ЭМС. Он соответствует IEC 61000-4-8 и способен генерировать магнитные поля до 100 А/м, подходящие для испытаний различных электронных устройств. Оборудование использует катушку Гельмгольца или соленоидную катушку для создания однородного магнитного поля в зоне испытаний.
Ключевые особенности PFM61000-8A:
| Особенность | Характеристики |
| Диапазон частот | 50 Гц или 60 Гц |
| Сила магнитного поля | До 100 А/м (регулируется) |
| Равномерность поля | <5% отклонения по площади DUT |
| Объем тестирования | До 1 м³ |
| Контроль направления поля | Регулируемые оси X, Y, Z |
| Соответствие требованиям | Соответствует стандарту IEC 61000-4-8 |
| Напряжение питания | 3-фазный переменный ток 380 В |
Команда PFM61000-8A предназначен как для непрерывных, так и для переходных испытаний, с регулируемой напряженностью поля и продолжительностью времени для соответствия различным требованиям к испытаниям продукции.
Умный термостат предназначен для домашнего использования и должен надежно работать в средах, где он может подвергаться воздействию магнитных полей промышленной частоты, например, вблизи систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или электрических панелей. Устройство было подвергнуто моделированию магнитного поля промышленной частоты с использованием LISUN PFM61000-8A генератор.
Параметры теста:
| Параметр | Значение |
| Сила магнитного поля | 30 А / м |
| Продолжительность теста | 5 минут |
| частота | 50 Гц |
| Ориентация тестируемого устройства | Оси X, Y, Z |
Результаты теста:
| Время (мин) | Наблюдаемое поведение | Критерий |
| 0-2 | Нормальная работа без перебоев | A |
| 2-4 | Временная некалибровка датчика | B |
| 4-5 | Самовосстановление, возвращение к норме | A |
Умный термостат успешно прошел тест на устойчивость, показав временное ухудшение характеристик, но восстановившись самостоятельно в течение указанного периода испытания.
• Генерация однородного поля: обеспечение однородности генерируемого поля на больших тестируемых устройствах может оказаться сложной задачей.
• Требования к высокой мощности: создание поля более высокой напряженности часто требует значительной мощности, что создает логистические проблемы.
• Реалистичное моделирование: точное моделирование условий окружающей среды с различной ориентацией поля может быть сложной задачей.
• Используйте усовершенствованные конструкции катушек, такие как катушки Гельмгольца, для улучшения однородности поля.
• Внедрение автоматизированных систем тестирования для сокращения ручных ошибок и повышения воспроизводимости.
• Регулярно калибруйте испытательное оборудование, чтобы гарантировать точность и соответствие стандартам.
8. Заключение
Частота сети Моделирование магнитного поля является важнейшим элементом в проектировании и тестировании электронных продуктов, обеспечивая их устойчивость к электромагнитным помехам. Использование передовых инструментов, таких как LISUN PFM61000-8A Генератор магнитного поля позволяет инженерам создавать контролируемые среды, которые воспроизводят реальные условия, обеспечивая тщательное тестирование и проверку устойчивости продукта. Поскольку электронные продукты становятся все более интегрированными и сложными, важность тестирования устойчивости к магнитному полю будет продолжать расти, гарантируя, что устройства могут надежно функционировать в предполагаемых для них условиях.
Рекомендации
• IEC 61000-4-8: Электромагнитная совместимость (ЭМС) – Часть 4-8: Методы испытаний и измерений – Испытание на устойчивость к магнитному полю промышленной частоты.
• LISUN Group. Страница продукта «Генератор магнитного поля»: https://www.lisungroup.com/products/emi-and-emc-test-system/magnetic-field-generator.html
• EN 61000-6-2: Общие стандарты – Помехоустойчивость для промышленных сред.
• ANSI C63.4: Американский национальный стандарт испытаний электромагнитной совместимости электронных изделий.
Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
中文简体
English
Русский
Español
Português
Türkçe
العربية
Deutsch
Polski
Italiano
Français
한국어
ไทย
Tiếng Việt
日本語
