低压断路器国际标准IEC60947-22003年第三版系列报导(一)——电磁兼容(EMC)

低压断路器国际标准IEC60947-2 1998年第二版后,经No1,No2修正件修改,于2003年4月出版了第三版,内容有了较大的变化与补充,特别是补充了附录J、L、M、N,其中附录J、N对断路器的电磁兼容(EMC),包括断路器的过电流保护和各种附件的要求和试验方法作了规定。

城市轨道交通车辆变流设备对计轴设备干扰问题探讨

针对某城市轨道交通B2型车辆计轴红光带干扰问题,采用Maxwell仿真试验以及现场试验结合的方式,以牵引逆变器及辅助逆变器两个大型变流设备为切入点,探究了不同出线布置方式、工作模块数量、负载、DC/DC开关频率对轨道计轴设备的干扰。研究表明大电流线布置方式、高频辅助逆变器DC/DC开关频率变化会对计轴设备产生影响。并基于干扰原因提出应对策略,为既有线路红光带干扰问题提出改善建议,并对未来轨道车辆变流设备设计提供思路。

多层PCB中高速信号传输路径的优化与仿真分析

针对多层印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)中高速信号传输路径优化问题,文章进行了系统性研究。采用高级设计工具与仿真软件,对多层PCB的高速信号传输路径进行优化设计和仿真分析,旨在解决信号完整性(Signal Integrity,SI)和电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,EMC)问题。研究结果表明,优化后的传输路径显著提升了信号传输质量,降低了信号反射和串扰,信号传输速率达到10 Gb/s,信号损耗减少了15%。本研究的创新之处在于引入了多目标优化算法,并结合仿真工具实现了传输路径的精确优化,提高了多层PCB在高速信号传输中的性能和可靠性,具有重要的工程应用价值。

450MHz LTE-R系统与无线列调的电磁兼容分析

研究了450MHz频段LTE-R系统与无线列调系统的电磁兼容问题。首先分析了LTE-R系统上下行物理信道在频域的资源占用情况,提出通过关闭LTE-R频带边缘的资源块实现频率压缩,以减少2个系统间干扰。最后对频率压缩的实际效果进行了实验室测试验证。结果表明,频率压缩可以缓解2个系统之间的电磁干扰,但LTE-R下行对无线列调系统的干扰仍然较为严重,需要采取进一步的干扰协调措施。

剩余电流动作断路器IEC 61008-1新旧标准差异分析

介绍了家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCCB)IEC 61008-1:2012(3.1版)的修订情况,并与IEC 61008-1:1996(2.0版)及IEC 61008-1:1996am1(2002)进行了比较,分析了新旧标准在范围、术语和定语、特性、标志、标准工作条件、结构和操作的要求、试验及附录等方面的差异,供相关技术人员进行参考。

电动辅助转向电机控制研究及EMC设计

为解决商用车在行驶过程中,传统的液压助力转向系统阻力较大且效率较低,并且在长期使用后保养不当容易泄露,可能引起事故等问题,对电动辅助转向电机控制算法和设计进行了研究。电动辅助转向电机选择永磁同步电机,通过应用模糊PID(Proportional Integral Derivative)算法可以精确,快速地调制到参考值。同时采用拓展卡尔曼滤波器可以估算永磁同步电机的转子位置,减小控制器的体积及成本。在驱动系统中,由于大电流耦合路径多样严重影响电机控制系统的电磁兼容性能,所以电机控制时采用驱动系统EMC(Electro Magnetic Compatibility)设计。实验结果表明,基于模糊PID算法以及拓展卡尔曼滤波器的永磁同步电机控制可以应用于商用车电动辅助转向电机控制中。

新能源和智能网联汽车电磁兼容性能影响因素研究

随着汽车朝着智能化、网联化和电动化方向快速发展,汽车电磁兼容性能影响因素日益复杂。阐述了新能源汽车和智能网联汽车的电磁干扰源和干扰特点,在传统电磁干扰3要素构成分析的基础上,从技术设计层面和开发流程2个方面解析汽车EMC性能影响因素构成,以及EMC性能提升措施,提出整车、系统和零部件EMC开发目标设定、整车EMC设计评审和风险规避方案、EMC测试标准、测试计划和试验大纲、验证工作及完善汽车EMC正向开发设计流程。

煤矿电磁兼容标准体系构建

为进一步提高我国煤矿设备电磁兼容水平,以我国煤矿现行电磁兼容标准为基础,结合我国煤矿电磁兼容发展现状,通过搜集资料和广泛调研,研究编制煤矿电磁兼容标准体系,给出煤矿电磁兼容标准体系框架与内容,明确基础标准、通用标准、产品类标准等标准要求。结果表明:我国电磁兼容标准体系建设尚未完善,在标准体系构建过程中需要将产品电磁兼容设计和煤矿实际生产电磁环境研究协同发展、创新,及时更新标准体系。

RE102电场辐射发射测量不确定度评定

较为深入地分析了影响GJB 151B—2013中RE102电场辐射发射项目测量结果的各种不确定度因素,构建了其不确定度评定的数学模型,并以现在主流的测试设备为参照,进行了测量结果的合成标准不确定度的计算。评定结果为实验室测试能力的提升和测量结果的准确度提供了有益的支撑。

通信车载综合电源电磁兼容设计与整改

随着信息技术的发展,车载通信系统的应用越来越广泛,消耗功率也不断变大。车载综合电源大量采用高频开关电源技术,正朝着数字化、小型化的方向发展。介绍一种车载综合电源,给出了该电源的电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility,EMC)设计、试验结果以及问题整改情况,可以有效提升电源系统的抗干扰能力,延长系统的使用寿命。主要针对EMC在电源系统设计中的实践运用展开全面深入的研究,希望能对我国电源系统设计工作的良好发展起到积极的辅助作用。

基于MPC555的混合动力电动汽车整车控制器硬件系统设计

介绍了一种基于32位MPC555微控制器的并联式混合动力电动汽车整车控制器(HCU)硬件系统的 设计。阐述了几个重要模块的电路原理和系统的电磁兼容性设计方法。给出了利用硬件在环仿真测试和发动机 台架试验进行硬件系统功能验证的结果。试验证明,所开发的HCU工作可靠、能够实现目标控制功能。

电快速瞬变脉冲群试验方法研究

为了提高电子产品抗干扰能力,研究了电快速瞬变脉冲群(EFT)试验中信号共模性质和接地方式对提高电磁兼容(EMC)能力的影响,结合设计实例分析了抗干扰措施。EFT试验表明,电子脉冲群干扰信号的能量积累,可能是电子产品产生故障的重要原因之一,规范试验方法和正确选择接地方式是保证试验成功的前提。

电路中的ESD保护

静电放电(ESD)常常是导致设备损坏的根源之一。本文详细阐述ESD的来源、造成的危害以及讨论如何测试集成电路的防静电冲击能力,并提供一些抗ESD冲击的应用技术。

可用于探测大气CO_2垂直廓线的无线传感系统

大气CO_2是一种温室气体,在气候变化等领域起着关键作用。基于NDIR技术研制了可用于探测大气CO_2垂直廓线的无线传感系统。系统采用电调制型的红外辐射光源、双通道探测器并结合超低功耗单片机实现大气CO_2信号的采集与控制。提出采用调制信号周期内扣除信号起伏与背景噪声的方法,使得本系统具有0.29%的相对测量误差。通过分时工作的方式解决了数字式无线电探空仪中高频发射机对CO_2检测电路运算放大器的电磁辐射干扰,进而实现了气象探空仪与小型化的CO_2探测系统的高度集成。通过与地面LI-COR LI7500对比分析,两者表现出较好的一致性,24 h测量数据的相关性达0.89,表明所研制的探测系统的稳定性与准确性。为实现大气CO_2垂直廓线的探测提供一种选择。

基于CPLD工作模式可调的线阵CCD驱动电路设计

针对传统驱动电路一旦做出修改,则需对硬件或程序进行改变的缺点,以型号为TCD1707D的线阵CCD为例,介绍了一种工作模式可调的驱动方法.该方法是利用复杂可编程逻辑器件和控制外端结合,通过分别设置内外触发来实现的.在外触发模式下,利用外触发脉冲,可由用户控制CCD的曝光和信号输出时间;内触发时,可以调节CCD的积分时间和驱动频率.为提高信号输出质量,针对EMC问题给出了线阵CCD的外围驱动电路.实验结果表明,该方法调试方便、电路结构简单、集成度较高、输出信号可靠稳定、受干扰小,可配合多种用户需要,对高速精确测量及线阵推扫模式具有一定参考价值.

应用混沌控制降低Boost型变换器EMI水平研究

在原型峰值电流控制DC/DCBoost型变换器的基础上,设计了一种对最小输入电流加以限制的新型峰值电流控制方式,给出了实现电路。计算机模拟与电路实验均表明,采用新型峰值电流控制方式且工作于混沌状态下的DC/DCBoost型变换器能够进一步降低电磁干扰(EMI)水平,具有实用价值。

提高数字接口设备抗干扰性能的措施

继电保护要求数字接口设备在有故障、受干扰时数据传输不出现任何误码。针对可能存在的电磁干扰采取了有效的抗干扰措施。改进了机箱结构,提高机箱的屏蔽性能;使用了屏蔽性能更好的通信电缆;改进了通信电缆的接地方式;给通信电缆加套磁环;改变电缆和机箱之间的接口方式,在接口处安装滤波器,减小通信电缆上耦合的干扰对数字接口设备造成的影响。结果表明,在国家标准所规定的最高等级的电磁干扰下,继电保护装置中用于监视通道状态的相应计数器没有变化,数字接口设备工作正常。

变电站微机保护装置的电磁兼容研究

电磁兼容一直以来都是微机保护装置开发研究的重点。文中分析了干扰的主要来源及其对微机保护装置的影响。共模干扰和差模干扰是各种电磁干扰在微机保护装置中的主要表现形式,可以通过减弱干扰源的辐射,阻塞干扰的耦合通道,增强敏感回路的抗干扰能力和合理设计泄放通道进行抑制。提出的措施包括对电源进行滤波,合理布局元器件和合理设计电路接地,对开关量输入输出、通信接口良好隔离等。这些措施应用于一套微机保护装置中并使其顺利通过Ⅳ级电磁兼容试验。

基于GPRS和GPS船载终端系统的电磁兼容设计

研究了一种船载终端系统的电磁兼容可靠性设计,首先讨论了系统设计中的屏蔽技术和静电放电防护技术。然后研究了PCB设计过程中的布局、布线方法对系统EMC性能的影响等问题。在分析了系统中造成电磁干扰的因素和电磁干扰的传递方式的基础上,给出了详细的硬件和软件设计抗干扰措施,并给出了系统电磁兼容性能测试结果。实践表明:船载终端系统设计过程中注重电磁兼容设计技术能充分保证系统电气性能的可靠。本研究成果对于船舶电子设备国产化具有重要意义。

基于OV7962的车载全景摄像头设计

为了实现车载摄像头的超广角成像,解决倒车影像系统不能全面照顾周围视角的问题,设计了一款超广角车载摄像头。对该摄像头所采用的图像传感器、超广角成像技术、硬件电路设计及接口EMC防护的应用进行研究。根据当前车厂对摄像头的要求选择了基于美国Omnivision公司的CMOS图像传感器OV7962作为成像芯片。采用一种新的凝视型视场全景成像技术——鱼眼透镜成像,并通过匹配成像芯片的参数计算出镜头的焦距和分辨率。对摄像头硬件电路的设计及接口电磁兼容性(EMC)防护进行测试和改进。实验结果表明:摄像头可实现210°超广角成像,接口EMC防护已通过ISO-7637-2脉冲5b标准测试。满足了对倒车影像系统全面顾及周围视角的要求,另外该车载全景摄像头还具有成本低、性能稳定、分辨率高、夜视效果好等优势。