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电子镇流器电磁干扰抑制措施

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电子镇流器电磁干扰抑制措施 2006.4 EMI SUPPRESSION TECHNOLOGY 1 电子镇流器中电磁干扰的来源及其影响 1.1 传导干扰的来源及其影响 电子镇流器工作时所产生的电磁噪声通过输入电 源线传导到电网中 引发传导干扰,对周围环境造成污染 并影响相关电子设备或系统的正常工作 电子镇流器的 传导干扰源主要来自以下几个方面: (1)元器件的固有噪声 主要有热噪声 散粒噪声 接 触噪声等 (2)半导体二极管在开关过程中产生的电磁噪声 在 快速开通和关断的同时,瞬时变化的电压和电流会形成 很强的电磁噪声 (3...

电子镇流器电磁干扰抑制措施
2006.4 EMI SUPPRESSION TECHNOLOGY 1 电子镇流器中电磁干扰的来源及其影响 1.1 传导干扰的来源及其影响 电子镇流器工作时所产生的电磁噪声通过输入电 源线传导到电网中 引发传导干扰,对周围环境造成污染 并影响相关电子设备或系统的正常工作 电子镇流器的 传导干扰源主要来自以下几个方面: (1)元器件的固有噪声 主要有热噪声 散粒噪声 接 触噪声等 (2)半导体二极管在开关过程中产生的电磁噪声 在 快速开通和关断的同时,瞬时变化的电压和电流会形成 很强的电磁噪声 (3)功率半导体器件在开关过程中 会产生很高的瞬 态电压或电流并引起振荡 开关速度越快,开关电流越 大 所引起的瞬态电磁噪声也越大 功率半导体器件在交 流电网上产生直接的传导干扰 这种噪声分差模与共模 (4)在采用高频泵或双泵电路的无源功率因数校正 结构中,功率开关管的高频开关信号通过反馈元件加到 输入端,经过电源进线送入电网中,形成传导干扰 1.2 辐射干扰的来源及其影响 电子镇流器工作时 形成的磁场 电场通过输入 输 出导线及负载(灯管)或某些元器件以电磁波的形式向外 辐射 与周边电子 电器设备之间以电磁波传播而形成的 电子镇流器电磁干扰抑制措施 Research on EMC of Electronic Ballast 湖南商务职业技术学院 陈寿才 陶炎焱 摘要 介绍了传导干扰 辐射干扰及谐波干扰对电子镇流器的影响 针对抑制辐射干扰和电流谐波畸变产 生的干扰 分别给出了有效的抑制措施 并对抑制传导干扰所采取的合理接地 加去耦电路以及采用无 源滤波器等措施进行了详细分析 关键词 电子镇流器 电磁干扰 辐射干扰 传导干扰 谐波干扰 Abstract In this paper, the conductive interference, the radiated interference and the harmonic interference to the electronic ballast influence are introduced, the disturbance which produced in view of the suppression radiated interference and the current harmonics distortion has separately produced several effective methods, key to suppressed the reasonable earth, the Canadian decoupling circuit which the conducted interference adopted as well as uses measure and so on passive filter has carried on the multianalysis. Keywords electronic ballast EMI RFI conductive interference harmonic interference 骚扰称为辐射干扰 辐射干扰主要以磁场的形式存在 是 通过磁场产生的干扰 由导体间的互感引起的 当电路中 电流发生突变时 交链到电路的磁通也随之发生变化 进 而感应出干扰电压 1.3 谐波干扰的来源及其影响 由于电子镇流器的负载属非线性负载 工作时会产 生谐波 另外 低功率因数电路或功率因数校正电路处置 不当的电子镇流器 其输出电流波形将产生严重谐波畸 变 谐波的影响和危害主要表现在 增加电路的损耗 提 高温升 降低效率和使用寿命 增加绝缘中的介质损耗和 局部放电量 加速绝缘老化 增加噪音等 2 电子镇流器电磁干扰的抑制措施 2.1 传导干扰的抑制措施 1 合理接地 传导干扰是通过电子镇流器的公共接地线以及接 地网络中的公共阻抗产生的 应该合理安排接地,地线尽 量短, 而且输入地和输出地分开, 使用独立地线并联一 点的接地方式, 这样可以防止各个地之间的传导耦合, 减 少控制信号之间的干扰 外壳接地可以实现对电场的屏蔽,用屏蔽削弱对内 外电路的干扰 例如电源的相线及中线通过Y电容接外 2006.4 电 磁 干 扰 抑 制 技 术 壳及大地 可以减小系统的传导干扰噪声 2 在直流供电电路中加去耦电路 在开关管供电电路中加RC去耦电路,使开关管开通 瞬间所需的电流不再由电源提供,而由去耦电容为器件 提供一个电流补偿源 以减少电源及接地系统中所引 起的电流波动而形成的噪声 此外,在电子镇流器的半 桥逆变电路中,半桥中点到地之间所接的电容,可以减 小 U/t及 I/t有助于抑制电磁干扰噪声 3 采用无源滤波器 采用无源的EMI滤波器是抑制传导干扰最有效的 办法 即在电路中插入一个带通滤波器 让50 Hz交流电 畅通 其余频率的信号受阻 但要严格控制滤波器LC元 件的寄生 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 它们的制作工艺 安装位置 走线方式,都 会影响EMI滤波效果 加接图1 所示的滤波电路,可以控制通过传导耦合 进入电网的噪声电平 滤波器的输出端与噪声源相接,而 输入端则与电网相接,目的是防止各种高频及瞬态噪声 通过传导方式进入电网 滤波器抑制电磁噪声的效果,可 由插入损耗来衡量 插入损耗越大,滤波效果越好,对传 导干扰的抑制作用越大 传导干扰主要表现为差模干扰和共模干扰 (1) 共模干扰抑制 共模扼流圈是共模插入损耗中起主导作用的电感元 件 根据电磁感应原理 在图2中 由于共模电流(Icm和Icm)方 向相同 所以在磁环中所形成的磁力线是相互叠加的 即 磁通相互叠加 由于磁通 =LI故共模扼流圈的总电感 L=(1+ 2) / Icm若将共模扼流圈串在电路中 则相当于 在电路中串入了一个低通滤波元件 起到了共模抑制作用 (2) 差模干扰抑制 差模扼流圈是差模插入损耗中起主导作用的电感 元件 它采用单个绕组结构绕制 其线上的信号电流在磁 环中也产生一定量的磁通 故很容易达到饱和 因此差模 扼流圈电感值较小 数量级一般在mH共模扼流圈在一 个磁心上采用两个相同绕组的结构 两个绕组电流方向 相反 其信号电流 在磁环中产生的磁通相互抵消 故不 会存在磁饱和现象 因此其电感值可以较大 共模磁环的 数量级一般在mH 根据电磁感应原理 在图3中 由于差 模电流(Idm和Idm)的作用 在磁环中产生磁 通 因而产生电感 所以在电路中串入差模 扼流圈相当于串入了一个低通滤波元件 从而起到了差模抑制作用 当然 由于Icm同 样会产生磁通 进而产生电感 所以差模扼 流圈对共模干扰同样有抑制 但抑制共模 干扰需要产生较大的电感 而差模扼流圈产生的电感量较 小 所以对共模干扰的抑制作用较小 同样 根据电磁感应原理 由于差模电流(Idm和Idm) 方向相反 所以在磁环中所形成的磁力线是相互抵消的 即磁通相互抵消 因此共模扼流圈对差模电流无抑制作 用 在实际生产中 由于两条线 1和2不可能做到完全 平衡 引线长度和漏感的不完全对称 所以存在不平衡 电感LeLe的值一般小于L/100因此 共模扼流圈对差模 干扰也起作用 但作用很小 上述无源EMI滤波器是互易的,它既能抑制电子镇 流器的电磁干扰送入电网,又能抑制电网内的电磁干扰 进入电子镇流器中 带共模电感的EMI滤波器的元件参数,不能按没有 互感的滤波器所得到的公式进行计算 通常要先决定所 采用的电路结构 然后利用共模等效电路,用网络分析理 论 求出它的共模插入损耗 2.2 辐射干扰的抑制措施 1 屏蔽 电子镇流器虽然自身产生辐射干扰 并且输出导线 和灯管也产生辐射电磁干扰, 但可以通过将电子镇流器 装进带有接地点的金属屏蔽外壳, 连同灯具金属壳体可 靠接地的方法解决 屏蔽是减少辐射干扰最有效的办法 2 隔离 电子镇流器内部电路产生的辐射干扰 在电路周围以电 图1 EMI滤波器电路 图2 带共模扼流圈的滤波器 图3 带差模扼流圈的滤波器 2006.4 EMI SUPPRESSION TECHNOLOGY 磁场的形式 通过电磁耦合对其它线路形成干扰 防止这种 干扰最简单有效的方法是将电子镇流器与其它线路隔离开 来 切断或削弱它们之间的电磁耦合 隔离的原则和方法是 1 干扰线路和其它线路尽可能不要平行排列 2 敏感线路与一般线路如平行排列 其间距应大 于50 mm 3 电源馈线与信号线应予隔离 2.3 谐波干扰的抑制措施 抑制电流谐波含量与降低灯电流波峰系数往往是 相互矛盾的 这两个参数之间的矛盾可以采用有源功率 因数校正技术解决 但是 采用PFC的电子镇流器, 当插 入EMI滤波器网络后, 可能会对输入电流谐波总量 (THD) 输入功率因数(PF)和灯电流波峰比(CF) 等技术 指标有一定影响 参考文献 毛兴武.电子镇流器原理与制作[M].北京:人民邮电出 版社,2002 35-38. 万文才,朱绍龙. 高强度气体放电灯的电子镇流[J].光 源与照明, 2004(2) 18-19. 俞安琪.镇流器的产品质量及改进. 照明电器产品质量 分析会议, 2002年12月, 深圳 15-16. 周俊.电感元件在电子镇流器与荧光灯匹配中作用的 探讨[J].照明 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学报,1998(11)22-23. [1] [2] [3] [4] 编辑:刘青 E-mail: liuqing@cesi.ac.cn (上接第66页) (2) 详细的认证测试 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 在进行认证之前 要与目标客户 合作测试实验室 密切沟通 共同确定详细的 可行的测试计划 计划应至 少包括 时间进度 人力需求 资金费用 成本和风险控制 等 期间要注意的是不同的运营商有可能会指定不同的 NEBS认证试验室 不同的NEBS认证试验室可以做的试 验项目也各不相同 一个产品完整的NEBS测试可能需要 几个认证实验室的测试 (3) 引入外部咨询 由于NEBS认证的复杂性 一个公司很难独立完 成认证过程 尤其是对初次接触NEBS的设备供应商 因此 引入外部咨询公司参与全程产品的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和认证 过程非常必要 比如各类认证试验室(TelcordiaUL G&MNTS等)可提供认证测试 认证服务商 主要是 Telcordia提供符合认证要求的产品设计指导 应从 价格 经验等多方面综合评分 选择适合本公司的合作 伙伴 (4) 摸底测试 在进行认证之前 最好提前进行一些摸底试验 摸 底试验越早越好 特别是对一些改动设计复杂 所需时 间较长的关键性测试 每个公司应该根据NEBS 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和本公司标准的差距分析 有针对性地进行摸底测试 比如在EMC方面 国内大部分产品的EMC要求基本 上是按照IECETSI和ITU的相关标准实施的 这些标 准与GR-1089-CORE的要求有较大差别 体现在辐射 骚扰 传导骚扰和雷击浪涌等多个方面 在环境方面 与GR-63-CORE标准相比 国内大部分产品普遍在温 湿度测试 阻燃 空气污染和照明等方面有差距 摸底 测试后 应及时把出现的问题反馈给设计团队 以进行 整改 (5) 标准的应用 NEBS相关的标准文档很多 不同产品的适用标准 通常有一定差异 针对特定产品 不是所有的标准都必须 满足 因此在认证之前 要根据自己产品的特点和使用环 境 选择要满足的标准 有针对性地进行准备 参考文献 NEBSTM RequirementsPhysical Protection, Telccordia Technologies Generic Requirement GR-63-CORE, Issue 2, April 2002. Electromagnetic Compatibility and Electrical Safety - Generic Criteria for Network Telecommunications Equipment, Generic Requirements GR-1089-CORE, Issue 3, October 2002. [1] [2] 编辑:王淑华 E-mail: wangsh@cesi.ac.cn [1] [2] (上接第72页) IEC 60335-2-15家用及类似用途电器的安全 液体 加热器具的特殊要求 中条款11.7定义 无温度控制的 器具 在容器内的水温达到95 或其可能达到的最高 温度后 选较低者 再工作15 min按以上决议以及标 准要求 可以确定应该按水沸腾后 功率保持恒定的状 态进行输入功率读数 那么上述暖奶器的输入功率偏 差就超出了标准的限值 表面上看 测定功率是一个非常简单的实验 但是 由于实际样品的千差万别 应用的元件特性也不尽相同 往往会出现读数困难 正确理解标准以及参考相关决议 可以帮助我们解决这些问题 参考文献 IEC60335-1:2001 Household and similar electrical appliances - Safety - Part 1: General requirements. IEC60335-2-15: 2002Household and similar electrical appliances - Safety - Part 2-15: Particular requirements for appliance for heating liquids.
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