PDF《针对电能表的EMI EMC注意事项》

0 Freescale Semiconductor, Inc.

5 在型式试验和篡改过程中出现系统故障的原因 2.5 交流 (AC)电压绝缘试验 该试验用来评估仪表的绝缘性能.交流电压绝缘试验进一步分为下列两个试验: 1.

2 kV交流电压试验:在此试验中,向所有电压端子施加2 kV交流电,一端连接电流回路, 另一端接地. 2.

4 kV交流电压试验:在此试验中,通过4 kV交流电来评估仪表中的其他绝缘性能. 2.6 对高频电磁场的抗干扰能力 IEC 61000-4-3标准对该试验进行了定义.该试验旨在评估电能表在高频 (HF)电磁场中的抗干 扰能力.高频场发生器也是用来篡改电能表的一种手段.这些高频场最常见的作用就是导致电能 表死机.电气标准要求一个仪表能够完全正常工作,其电能读数不能因为高频噪声的作用而产生 变化.有两种型式试验可用来评估对高频电磁场的抗扰能力,描述如下: 1. 传导抗扰:此试验可评估仪表对通过传导通路 (例如,电力线或AMR通信端口)注入系 统的高频信号的抗扰性.这种型式的噪声通常出现于150 KHz-30 MHz频带内. 2. 辐射抗扰:此试验可评估仪表对辐射电磁干扰的抗扰性.这类噪声信号在空气中传播, 且噪声源和干扰对象之间没有物理接触,噪声信号以电磁波的形式与系统电路板上的信 号耦合.这些噪声信号出现在30 MHz-1000 MHz频带内.试验时的场强为10 V/m. 2.7 辐射干扰试验 如第2.6节 对高频电磁场的抗干扰能力 中所述,在传导和辐射噪声出现时电能表应该仍可以 正常工作.电能表自身绝对不可产生影响周围设备运转的噪声.下面是根据电能表在外部环境中 发出的噪声所规定的两种试验. 1. 传导发射:对传导介质发射的噪声,在150 kHz-30 MHz范围内. 2. 辐射发射:30 MHz-300 MHz范围内的辐射噪声.

3 在型式试验和篡改过程中出现系统故障的原因 如果一个系统在型式试验和篡改过程中偏离了预期的行为,其原因如下: 1. 互感 2. 互容 3. 天线效应 4. 回路电流的高阻抗路径 PCB的设计必须最大限度地减小电路板上电气走线间的互耦或天线效应,并且至少为回路电流提 供低阻抗回路.电流回路在定义PCB的电磁场时起着重要的作用. PCB的电磁场与外部电磁场之 间的作用决定了系统的性能. 针对电能表的EMI EMC注意事项 应用笔记, AN4941, Rev.

0 6 Freescale Semiconductor, Inc. 在型式试验和篡改过程中出现系统故障的原因 3.1 互感 当两个线圈彼此接近时,一个线圈中的磁场与另一个线圈相关联,从而导致第二个线圈中产生了 电压.这种现象称为互感. PCB走线上寄生电感,因此在通过变化的电流时会产生磁场,还会因 外部磁场产生感应电压. PCB走线的电感取决于走线长度,该长度可以有效地改变通过PCB走线 的实际信号. 互感由以下公式定义: 公式

1 1 K为耦合系数

2 L1与L2为线圈的自感 图5. 不同的噪声耦合方式 3.2 互容 互容是两个载有电荷的物体或导体之间有意或无意产生的电容.在PCB中,如果两根走线距离很 近,则走线之间的空气或材料相当于电介质,而走线相当于电容器的极板.任何外部电场都会通 过空气这种电介质导致电容耦合,并向PCB引入无用的噪声.同理,流过PCB走线的电流也可能 通过互容向外部系统引入噪声. PCB走线的典型电容值定义如下: 公式

2 1 C 表示电容,单位:法拉.

2 A 为两个极板的重叠面积,单位:平方米.