EMI-Testsystem für leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen basierend auf leitungsgebundener und abgestrahlter Emission

Einführung

Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Integrationsgrades und der Betriebsfrequenz elektrischer und elektronischer Produkte treten elektromagnetische Störungen, die während des Gerätebetriebs entstehen, immer häufiger auf. Elektromagnetische Störungen werden hauptsächlich in leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen unterteilt. Leitungsgebundene Störungen übertragen Störsignale über Leiter wie Strom- und Signalleitungen, wodurch das öffentliche Stromnetz beeinträchtigt und an denselben Stromkreis angeschlossene Präzisionsgeräte gestört werden können. Abgestrahlte Störungen breiten sich in Form elektromagnetischer Wellen im Raum aus und können den normalen Betrieb umliegender Geräte wie Rundfunk-, Kommunikations- und Messtechnik beeinträchtigen. Gemäß nationalen Normen wie GB 17743 und GB 6113.101 sowie internationalen Normen wie CISPR15, CISPR16-1, FCC und EN55015Alle aufgeführten Elektro-, Beleuchtungs- und Elektronikprodukte müssen die folgenden Anforderungen erfüllen: durchgeführte Emissions- und abgestrahlte Emissionsprüfungen um sicherzustellen, dass die Grenzwerte für elektromagnetische Störungen den entsprechenden Spezifikationen entsprechen.

Herkömmliche diskrete Testgeräte weisen Nachteile wie geringe Integration, komplizierte Bedienung und schlechte Datenkompatibilität auf. Vollintegrierte automatische EMV-Testsysteme für leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen haben sich in der Industrie als Standard etabliert. Als ausgereiftes automatisches EMV-Testgerät LISUN EMI-9KB Das Gerät wurde speziell für die Prüfung leitungsgebundener und abgestrahlter Störaussendungen entwickelt. Es integriert Empfangs-, Kopplungs-, Abschirmungs-, Signalerfassungs- und weitere Module und ist mit gängigen nationalen und internationalen EMV-Normen kompatibel. Es findet breite Anwendung in der Prüfung von Beleuchtungsgeräten, Unterhaltungselektronik, industriellen Elektroanlagen und anderen Produkten. Dieser Artikel analysiert die Funktionsweise, die Konfigurationsvorteile und die Anwendungseffekte des Geräts bei der Prüfung leitungsgebundener und abgestrahlter Störaussendungen.

EMI-9KBEMI-Empfängertest

Grundprinzipien und Prüfanforderungen für leitungsgebundene und abgestrahlte Störaussendungen

Leitungsgebundene Emission (CE)
Leitungsgebundene Störaussendung bezeichnet das elektromagnetische Phänomen, dass hochfrequente Störsignale, die von internen Schaltkreisen elektrischer und elektronischer Geräte erzeugt werden, sich über physische Leiter wie Strom-, Signal- und Erdungsleitungen ausbreiten. Man unterscheidet zwischen Gleichtakt- und Gegentaktstörungen, die hauptsächlich in niedrigen Frequenzbändern auftreten. Diese Störungen breiten sich im Stromnetz aus und verursachen Signalverzerrungen und Fehlfunktionen von Geräten im selben Stromkreis. Der übliche Prüffrequenzbereich für leitungsgebundene Störaussendung liegt zwischen 9 kHz und 30 MHz. Kernstück der Prüfung ist das Netzimpedanzstabilisierungsnetzwerk (LISN). Es filtert das Hintergrundrauschen des Stromnetzes heraus, simuliert die Standardnetzimpedanz, extrahiert präzise die leitungsgebundenen Störsignale vom Prüfling und sendet diese zur quantitativen Messung an den EMI-Empfänger.

Strahlungsemission (RE)
Abgestrahlte Emissionen bezeichnen die Energie, die von Hochgeschwindigkeitsschaltungen und Schaltelementen in Geräten erzeugt wird und die in Form elektromagnetischer Wellen ohne Leiter in den freien Raum abgestrahlt wird. Dies ist insbesondere in mittleren und hohen Frequenzbändern deutlich sichtbar. Unterhalb von 30 MHz handelt es sich bei der Strahlung hauptsächlich um Magnetfelder, während im Bereich von 30 MHz bis 300 MHz elektrische Feldstrahlung dominiert. Diese kann Funkgeräte wie drahtlose Kommunikations-, Radio- und Fernsehgeräte erheblich stören. Für die Prüfung abgestrahlter Emissionen werden Hilfsmittel wie Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerke und Empfangsantennen benötigt, um räumliche elektromagnetische Wellensignale in einer abgeschirmten Umgebung zu erfassen und so festzustellen, ob die abgestrahlte Feldstärke die zulässigen Grenzwerte einhält. Für elektrische Beleuchtungseinrichtungen gilt die aktuelle Norm. CISPR15:2018 legt eindeutig fest, dass es übernommen werden muss CDNE-M316 Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerk für die Prüfung abgestrahlter Emissionen im Frequenzbereich von 30 MHz bis 300 MHz, das das herkömmliche CDN-Netzwerk ersetzt und die Detektionsgenauigkeit verbessert.

Hauptprüfstandards
Die aktuellen Prüfungen für leitungsgebundene und abgestrahlte Emissionen folgen einer Reihe von nationalen und internationalen Normen. Die wichtigsten nationalen Normen sind GB 17743 und GB 6113.101, die den internationalen Normen CISPR15 und CISPR16 entsprechen. CISPR16-1Exportprodukte müssen europäischen und amerikanischen Standards, einschließlich FCC, entsprechen. EN55015 und EN55022Verschiedene Normen definieren klare Vorschriften für Frequenzbereiche, Grenzwerte und Prüfmethoden für leitungsgebundene und abgestrahlte Störaussendungen, die die Grundlage für Forschung und Entwicklung sowie die Kalibrierung von EMV-Prüfsystemen bilden.

Gesamtarchitektur von LISUN EMI-9KB EMI-Testsystem für leitungsgebundene und abgestrahlte Interferenzen

LISUN EMI-9KB Es handelt sich um ein vollautomatisches, integriertes Testsystem zur Messung leitungsgebundener und abgestrahlter Störaussendungen. Das Gerät verfügt über ein vollständig geschlossenes Gehäuse aus hochleitfähigem Material mit exzellenter Abschirmwirkung. Dadurch werden elektromagnetische Störungen des Geräts auf Hardwareebene vermieden und die Zuverlässigkeit der Messdaten für leitungsgebundene und abgestrahlte Störaussendungen sichergestellt.

Konfiguration der Systemhardware
Die unterschiedlichen Testanforderungen für leitungsgebundene und abgestrahlte Emissionen werden berücksichtigt. EMI-9KB ist mit einem vollständigen Satz dedizierter Hardwaremodule ausgestattet. Der zentrale Host ist EMI-9KB EMI-Empfänger, abgestimmt auf LISN, CDNE-M316 Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerk, Trenntransformator, Dämpfungsglied und spezielle Koaxialkabel. Unter anderem wird LISN zur Signalerfassung von leitungsgebundenen Störaussendungen verwendet; CDNE-M316 Das Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerk wird speziell für die Prüfung der abgestrahlten Emissionen elektrischer Beleuchtungsanlagen im Frequenzbereich von 30 MHz bis 300 MHz gemäß den neuen Normen eingesetzt. Trenntransformatoren und Dämpfungsglieder sorgen für Spannungsstabilisierung und Amplitudenanpassung der Signale, während Koaxialkabel eine verlustarme Signalübertragung gewährleisten. Die komplette Konfiguration ermöglicht die integrierte Prüfung von leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionen ohne häufigen Geräteaustausch.

Das System kann mit peripheren Hilfsgeräten erweitert werden: LSP-500VARC Programmierbares reines Sinuswellen-Netzteil versorgt das Prüfobjekt mit Strom; SDR-2000B Der EMI-Abschirmungsraum schafft eine standardisierte Testumgebung; VVLA-30M Die Rahmenantenne absolviert die Prüfung der niederfrequenten abgestrahlten Emissionen im Bereich von 9 kHz bis 30 MHz; AB-CLP absorbierende Klemme und VOL-CP Die HF-Stromsonde erweitert den Testumfang um spezielle leitungsgebundene Störaussendungsprüfungen für Elektrowerkzeuge und Schnittstellenstörspannungen. Das System zeichnet sich durch hohe Kompatibilität aus.

Software- und Betriebsumgebung
Das System ist mit einer zweisprachigen Betriebssoftware (Chinesisch und Englisch) ausgestattet, die mit den Betriebssystemen Windows 7, 8, 10 und 11 kompatibel ist und sich somit an die gängigen Computerumgebungen in Laboren und Prüfwerkstätten anpasst. Die Software unterstützt automatisches Frequenzscanning, Datenerfassung und Ergebnisanalyse und erstellt Prüfberichte in internationalen Standardformaten, die von verschiedenen Zertifizierungsstellen direkt akzeptiert werden können. Sie verbessert die Prüfeffizienz und die Standardisierung der Berichte für leitungsgebundene und abgestrahlte Störaussendungen erheblich.

Technische Kernparameter und Leistungsanalyse von EMI-9KB System

Die technischen Parameter von EMI-9KB Die Erfassungsreichweite, Genauigkeit und Stabilität der leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionen werden direkt bestimmt. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Systemparameter zusammen und analysiert deren Anpassungsfähigkeit an die Testanforderungen.

Wie in der obigen Tabelle dargestellt, sind Frequenzbereich, Auflösung, Detektormodi und andere Kernparameter von EMI-9KB vollständig den Anforderungen von GB 17743, CISPR15 entsprechen, EN55015 und anderen Normen für leitungsgebundene und abgestrahlte Emissionen. Der Messfehler von ±2 dB entspricht dem Präzisionsstandard für kommerzielle Messgeräte, sodass das System für Eigentests in Forschung und Entwicklung, die werkseitige Qualitätskontrolle und die Zertifizierung durch Dritte eingesetzt werden kann. Im Vergleich zu EMI-9KA (9 kHz bis 30 MHz), EMI-9KB erweitert das Frequenzband der abgestrahlten Emissionen auf 30 MHz bis 300 MHz. Im Vergleich zum Hochfrequenzmodell EMI-9KC (9kHz~1GHz), dieses System konzentriert sich auf gängige mittlere und niedrige Frequenzszenarien mit einem höheren Kosten-Nutzen-Verhältnis und ist das bevorzugte Modell für Hersteller von Beleuchtung und Haushaltsgeräten.

Anwendungsprozess und Szenarien des Systems bei leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionsprüfungen

Standardtestverfahren
• Testumgebung einrichten: Platz EMI-9KB System drinnen SDR-2000B Abschirmungsraum, LISN anschließen, CDNE-M316 Netzwerk und Trenntransformator, dann EUT an den Testkreis anschließen, um externe elektromagnetische Störungen zu eliminieren.
• Parameterkonfiguration: Wählen Sie in der Systemsoftware die entsprechenden Teststandards (GB 17743 / CISPR15) aus und stellen Sie das Abtastfrequenzband, den Detektormodus, die Auflösungsbandbreite und weitere Parameter ein.
• Prüfung leitungsgebundener Störaussendungen: Starten Sie das System. LISN erfasst die Störsignale der leitungsgebundenen Störaussendungen. Der Empfänger scannt automatisch den Frequenzbereich von 9 kHz bis 30 MHz und zeichnet den Störpegel an jedem Frequenzpunkt auf.
• Test der abgestrahlten Emissionen: Umschalten auf CDNE-M316 Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerk zur vollständigen Erfassung des abgestrahlten Emissionssignals im Frequenzbereich von 30 MHz bis 300 MHz und zur Aufzeichnung der Daten zur abgestrahlten Feldstärke.
• Datenvergleich und Berichtserstellung: Die Software vergleicht automatisch gemessene Daten der leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionen mit Standardgrenzwerten, um die Produktkonformität zu beurteilen, und erstellt standardisierte Prüfberichte.

Typische Anwendungsszenarien
• Prüfung elektrischer Beleuchtungseinrichtungen: Als Kernanwendungsgebiet dieses Systems erfüllt es die folgenden Anforderungen vollständig: CISPR15:2018. CDNE-M316 Das Netzwerk wird für die Prüfung der abgestrahlten Emissionen von Beleuchtungsprodukten eingesetzt, während LISN für die Prüfung der leitungsgebundenen Emissionen an den Stromanschlüssen von Lampen verwendet wird. Es handelt sich um eine unverzichtbare Ausrüstung für die Marktzulassungszertifizierung von Beleuchtungsprodukten.
• Haushaltsgeräte und kleine Elektrowerkzeuge: In Kombination mit Absorptionsklemmen und Stromsonden werden leitungsgebundene Störaussendungen an Signal- und Stromleitungen von Werkzeugen geprüft. Zusammen mit Daten zur räumlichen Störaussendung ermöglicht das System die Durchführung eines EMV-Konformitätstests für die gesamte Maschine.
• Produktforschung und -entwicklung sowie Störungsbehebung: Dank der hohen Auflösung des Systems können die Mitarbeiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung spezifische Frequenzpunkte und Störquellen lokalisieren, bei denen die leitungsgebundene und abgestrahlte Emission die Grenzwerte überschreitet, und gezielte Optimierungen an Filterung, Abschirmung und Verkabelung vornehmen, um den Produktbehebungszyklus zu verkürzen.
• Qualitätskontrolle in der Massenproduktion: Das System zeichnet sich durch einfache Bedienung und schnelle Testgeschwindigkeit aus und eignet sich daher für Stichprobenprüfungen in Produktionslinien, um die leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionsindikatoren von Produkten in Chargen zu kontrollieren und zu verhindern, dass nicht qualifizierte Produkte auf den Markt gelangen.

Fazit

Leitungsgebundene und abgestrahlte Emission sind Kernprüfpunkte für die EMV-Prüfung elektrischer und elektronischer Produkte, die in direktem Zusammenhang mit dem Marktzugang der Produkte und der elektromagnetischen Sicherheit stehen. Ausgestattet mit vollständiger Hardwarekonfiguration, präzisen technischen Parametern und umfassender Standardanpassungsfähigkeit, LISUN EMI-9KB Das EMI-Testsystem für leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen ermöglicht eine effiziente und genaue quantitative Erfassung der leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionen im gesamten Frequenzband und zeichnet sich durch automatischen Betrieb, erweiterbare Funktionen und hohe Stabilität aus.

Das System deckt den gängigen Testfrequenzbereich von 9 kHz bis 300 MHz ab, entspricht den gängigen nationalen und internationalen EMV-Normen, darunter GB, CISPR, EN und FCC, und ist vielseitig einsetzbar, beispielsweise in der elektrischen Beleuchtung, der Unterhaltungselektronik und bei kleinen Industrieanlagen. Es eignet sich sowohl für die Zertifizierung durch unabhängige Prüflaboratorien als auch für die Produktentwicklung und die Qualitätskontrolle in der Serienproduktion von Herstellern. EMI-9KB bietet zuverlässigen technischen Support für die Prüfung leitungsgebundener und abgestrahlter Emissionen. Angesichts der zunehmend strengeren EMV-Vorschriften werden solche integrierten EMV-Prüfsysteme zu einer wichtigen Infrastruktur für die Elektro- und Elektronikindustrie, um die elektromagnetische Sicherheit von Produkten zu gewährleisten und die Wettbewerbsfähigkeit am Markt zu steigern.