Sulekh集和Nurul哈桑
电子区域测试实验室(北),新德里,印度
随着电脑的使用增加,稳定的交流电源来源是必须的。计算机需要一个连续的220 V交流源的操作。在世界的许多地方,公用事业供应不稳定,和权力的干扰和干扰是频繁。为了防止可能的数据丢失,计算机系统需要不间断电源(UPS)。
一个不间断电源系统提供了一个稳定的电力供应存在/没有输入的供应和使用一个逆变器将直流转换为交流电源。这个逆变器可以产生不必要的电磁干扰(EMI),也可以是容易受到电磁干扰产生的附近的电气设备。
原则
UPS是电子电力系统,其主要功能是提供指定事件的连续性和质量的权力的任何部分或全部停电的正常电源。这是通过conveting某种形式的存储能源供应电力公用事业指定一段时间权力不再可用或可接受的范围内。有两种类型的UPS, UPS在线和离线UPS。
在线UPS
在线UPS供应通过逆变器输出功率不管AC输入供应的状况。一个在线UPS的框图如图1所示。通常,AC能量是纠正和储存在电池里。然后存储直流电流转换回供应电源(UPS)的输出通过逆变器。当AC输入不可用或超出公差,单位输入储存能量的操作模式,在电池/逆变器组合继续支持储存能量的时间期间的负载或直到AC输入供应恢复正常。在发生整流/逆变器故障或负载电流变得过度,短暂或持续,单位进入一个旁路模式,通过旁路管线提供的负载是暂时从主或备用电源。
离线UPS
一个离线UPS供应电源到负载的逆变器/电池组合没有输入功率。一个离线UPS的框图如图2所示。在一个正常的操作模式,条件提供的输出电压是交流输入。当交流电源不可用或不可接受的。单位在储存能量模式运行期间储存能量使用电池备份到AC输入恢复供应,在UPS失败的事件,矿脉可能转移到旁路模式。
EMI / EMC评估
UPS使用一个逆变器将直流电压转换为交流电压保持质量和交流电压供应的连续性。逆变器是由技术通常是敏感EMI干扰也作为电磁污染的来源。EMC评估所需的这些ups基本上确定他们与周围环境的电磁兼容性。测试每个不同国家/国际标准执行。在测试期间UPS加载额定容量。
典型的适用规范
以下规格通常用于测试不间断电源。
- IEC 62040 - 2(1999 - 02)不间断电源系统(UPS) -第2部分:电磁兼容性(EMC)需求和EN 50091 - 2: 1996年,不间断电源系统(UPS) -第2部分:电磁兼容的要求
- IEC 62040 - 3(31 - 3月- 1999)不间断电源系统(UPS) -第3部分:指定方法的性能和测试需求和EN 50091 - 3,不间断电源系统(UPS),第3部分:性能要求和测试方法。
比较标准的要求如表1所示。
EMC评价
之前进行EMC测试,性能测试计划是准备/ UPS厂家的规格来验证UPS的性能时受到各种电磁环境。关键性能参数评估选择UPS / IEC 62040 - 3。进行的测试是在正常模式和存储模式。UPS是每个以下参数评估。
- 对输入和输出进行排放
- 辐射排放
- 电流谐波测试
- 静电放电(ESD)测试
- 电快速瞬态测试
- 辐射免疫试验
- 低频免疫试验
EMI / EMC分析和合规实践
进行排放测试
进行排放测量是使用LISN或探针捕获噪声出现在150 kHz之间设备的电源线和30 MHz。自从UPS可用于工业或国内环境,相关标准遵从性必须检查。
常见的来源进行排放是逆变器和充电和处理电路。排放增加由于放置组件,连接线路的合并,不适当的过滤和错误的接地。一般来说,遵从性可以通过适当的过滤输入供应,适当的接地连接,计划线束,铁氧体磁珠的位置开关组件。
辐射排放测试
辐射排放测量中进行30到1000 MHz频率范围。辐射排放的主要来源是开关频率布局和布线和通风的洞。可以实现合规与适当的过滤输入和输出线、接地、组件布局和好的橱柜设计。
电流谐波测试
固体电子学为逆变器提供几个设计优势和处理电路。UPS使用晶体闸流管、双向可控硅开关晶体管和场效应晶体管(FET)将直流转换为交流电源。这导致相当大的电源波形和振幅扰动形式的污染。
如果切换不配合电源波形的跨越,它会引入失真到电源供应。电流谐波会引起电压下降。这将导致减少所有连接设备的效率。不对称相位控制;生成两个奇数和偶数谐波和直流分量。这可能导致电源变压器的饱和。其他谐波的影响过度加热导体,假的断路器跳闸,扭曲的电压,提高磁滞和涡流损耗。遵从性可以通过使用一个线圈的整流和滤波电容之前,这样可以平滑电流的波动。因此,减少电流谐波。其他方法的谐波抑制技术也使用包括被动和主动过滤器。
过滤器
被动过滤器主要用于抑制振幅的一个或多个固定频率电流/电压。一系列滤波器并联滤波器可以使用或两者的组合。系列过滤器是用来防止特定频率进入选择电路。这种类型的过滤器提供了高阻抗相关频率。并联过滤器提供低阻抗的并联路径谐波频率。
可以消除谐波磁通补偿。电流互感器用于检测非线性负载的谐波分量,这些都是通过一个放大器输入变压器的第三绕组的谐波电流都取消了。
使用补偿谐波取消不必要的谐波抑制的是另一个方法。一个有源滤波器感官谐波电压和电流谐波并生成交易取消不必要的谐波。高频PWM驱动器用于生成交易中谐波。一个有源滤波器给负载干净的波形。
防静电测试
对静电放电的免疫力通常检查通过应用6 kV接触和8千伏空气放电脉冲每适用的标准的要求。随访观察主要是由于不当的接地系统和组件的位置不当。遵从性可以通过使用紧内阁关节,适当的接地连接,减少通风的洞直径最小的可行的。UPS接口连接到电脑主要是连接,必须受到保护。
电快速瞬态测试
这个测试通常是执行1 kV的EFT噪音。EFT噪音的存在中输入,输入/输出应在指定的UPS规范的限制。EFT脉冲会影响数字信号。数字敏感电路用于UPS用于显示和控制接口打开/关闭系统使用计算机。此外,它还可以影响UPS的性能。合规的去耦电路可以通过使用输入/输出的直流供电数字敏感电路。改善可以通过分离电源和敏感的电路,通过使用铁氧体磁珠在UPS系统的输入/输出。
辐射免疫检测
在这个测试中,UPS受到射频场的场强10 V / m 27至500 MHz的频率范围(80到1000 MHz)来验证对辐射噪声的免疫力。射频噪声可以通过输入,输入UPS输出直流供电连接领导和可以穿透通风的洞。通常有一个过滤器在输入和输出过滤器不常规使用。从输入和输出是冗长的,他们可以选择射频信号和带他们到系统中。遵从性可以通过使用一个过滤器的输出连接,通过适当的内阁和屏蔽设计。
低频免疫检测
低频免疫力的功能测试是检查系统免疫力低频率的声音出现在电源由于一代附近任何系统的谐波噪声。执行的测试通常是140赫兹到360赫兹10均方根振幅叠加在AC供应。这可以创建一个短,quasi-instantaneous效应可能范围从偶尔malfuction电子元器件的损伤和长期影响可能会导致过度加热的连接电线和组件。不服从发生由于缺乏过滤输入电路。抑制低频噪声的滤波线圈可用于遵从性。线圈消除了供应和UPS提供所需的输出。
浪涌测试
执行这个测试来检查电源线上的免疫力飙升现在由于闪电和开关的感应负载。浪涌测试水平根据规范正在考虑之中。然而,这种测试通常是在2 kV和4 kV分别为微分和共模。不符合发生由于内部线路绝缘差,低爬电距离和浪涌保护器的缺失(如mov)。适当的绝缘内部布线,足够的爬电距离和mov的使用有助于实现遵从性。
评估在工作环境的上下文中
目前规范可供测试UPS系统由于技术快速增长的步伐。EFT测试通常由电容式夹方法需要审查。自UPS输入供应直接取自公用电力系统各种类型的噪声,对UPS的性能的影响可能比电容测量使用直接耦合,而夹紧方法。按照规格,雷击测试正在考虑和可选的。浪涌测试应该是强制性的。电压下降/中断测试也应包括在规范。
结论
讨论了EMI噪声的可能原因。噪声抑制和免疫技术的改进,可以纳入UPS在设计阶段了。