传导发射是电磁兼容性评估的核心项目,用于衡量设备或系统通过电源线、信号线等传导途径向外界发射电磁骚扰的程度。过高的传导发射会污染公共电网,干扰同一供电网络内其他电子设备的正常运行。

检测项目的详细分类与技术原理

传导发射检测主要分为两类:电源端传导发射和信号/电信端口传导发射。

  1. 电源端传导发射(CE):这是最常见的检测项目,针对设备从电网取电的电源端口。其频率范围通常覆盖150kHz至30MHz。骚扰信号以差模(线-线)和共模(线-地)电流的形式在电源线上传播。

    • 技术原理:采用线路阻抗稳定网络(LISN)作为核心测量设备。LISN置于被测设备与电网之间,其核心作用有三:一是为被测设备提供纯净的50Hz电源;二是在射频范围内提供一个标准化的(通常为50Ω)稳定阻抗,确保测量结果的可重复性;三是利用内部的高通滤波器,将来自电网的射频干扰隔离开,同时将被测设备产生的射频传导骚扰耦合至测量接收机。

  2. 信号/电信端口传导发射:针对设备的数据线、控制线、通信线等非电源端口。其频率范围可能延伸至更高,例如在某些标准中覆盖至108MHz。

    • 技术原理:对于非屏蔽电缆,通常使用电流探头进行测量。电流探头卡在电缆上,通过感应电缆中的骚扰电流来测量其强度,而无需与被测电路发生物理连接。对于屏蔽电缆,则主要评估其屏蔽效果。此外,在需要直接测量不对称电压时,也会使用到阻抗稳定网络(ISN),它为电信端口提供规定的共模阻抗。

各行业的检测范围和应用场景

  • 信息技术设备(ITE):包括计算机、服务器、路由器、打印机等。检测范围严格覆盖150kHz至30MHz的电源端传导发射。应用场景在于确保大量IT设备在办公环境中密集使用时,不会因传导骚扰相互干扰,造成网络中断或数据错误。

  • 家用电器:涵盖从冰箱、空调到电动工具、电吹风等各种产品。检测范围同样是150kHz至30MHz。其应用场景尤为关键,因为许多家用电器含有电机、温控器等感性负载,在开关瞬间会产生强烈的瞬态骚扰,这些骚扰通过电源线传导,可能影响同一线路上的敏感设备,如音响、电视的接收效果。

  • 汽车电子零部件:检测范围通常为150kHz至108MHz,覆盖电源线和各种车载网络总线(如CAN、LIN)。应用场景在汽车这一极其复杂的电磁环境中至关重要。任何电子控制单元(ECU)、车载充电机、娱乐系统的传导骚扰都必须被严格控制,以防止其对关键的刹车、转向控制系统造成电磁干扰,确保行车安全。

  • 电子电气及轨道交通设备:此类设备功率大、系统复杂。检测范围可能根据具体产品标准有所不同,但电源端传导发射是基础要求。在轨道交通领域,除了常规的150kHz至30MHz,还可能关注更低频率的谐波电流发射。应用场景是保障列车牵引系统、辅助电源系统、信号控制系统等在高压、大电流工作状态下,其产生的传导骚扰不会影响车载敏感电子设备以及沿线电网的电能质量。

国内外检测标准的对比分析

全球范围内的传导发射标准主要参照国际电工委员会(IEC)和国际无线电干扰特别委员会(CISPR)的相关出版物,各国标准大多在此基础上转化或细化。

  • 国际主流标准

    • CISPR 32:适用于多媒体设备,融合了传统的ITE和广播接收机的要求,是欧盟(EN 55032)、美国(FCC Part 15)等多国标准的基础。

    • CISPR 25:专门为汽车行业的零部件传导发射测试而制定,规定了详细的测量布置和限值。

    • CISPR 14-1:适用于家用电器和电动工具。

    • CISPR 11:适用于工业、科学和医疗(ISM)射频设备。

  • 中国标准:中国国家标准(GB)与IEC/CISPR标准高度对应,但存在一些差异。

    • GB 9254(对应CISPR 32):信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法,是中国的强制性认证(CCC)依据之一。

    • GB 18655(对应CISPR 25):用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法。

    • GB 4343.1(对应CISPR 14-1):家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求。

    • 对比分析:在核心限值、测量方法和频率范围上,中国标准与国际标准基本保持一致,这有利于产品的全球贸易。主要差异可能体现在:一是认证体系不同,中国实行CCC强制认证,而欧盟是CE自我声明;二是部分国家标准可能存在本地化的测试条件或附加要求;三是标准更新速度可能存在时间差,国际标准修订后,国内转化需要一定周期。

主要检测仪器的技术参数和用途

  1. 测量接收机/频谱分析仪

    • 用途:核心测量设备,用于精确测量和分析骚扰信号的幅度和频率。

    • 关键技术参数:频率范围需覆盖9kHz至30MHz(或更高至108MHz、1GHz);具备峰值、准峰值和平均值检波器功能,以满足不同标准的要求;输入阻抗为50Ω;幅度精度和频率稳定性是保证测量准确度的关键。

  2. 线路阻抗稳定网络(LISN)

    • 用途:如前所述,提供纯净电源、稳定阻抗并耦合骚扰信号。

    • 关键技术参数:阻抗特性(在测量频段内需稳定在50Ω±20%以内);额定电流和电压;隔离度(对电网干扰的抑制能力);V型网络和Δ型网络的选择取决于标准要求。

  3. 电流探头

    • 用途:用于测量电缆上的非对称(共模)骚扰电流。

    • 关键技术参数:转移阻抗(决定探头的灵敏度);频率范围;孔径大小(需能容纳被测电缆);插入损耗。

  4. 阻抗稳定网络(ISN)

    • 用途:用于电信端口测试,提供规定的共模阻抗并将不对称电压耦合至接收机。

    • 关键技术参数:共模阻抗值(如150Ω);差模隔离度;适用的通信协议(如以太网ISN)。

这些仪器共同构成了传导发射测试平台,其精度和校准状态直接决定了测试结果的可靠性和可比性,是产品通过电磁兼容认证、走向市场的关键技术保障。