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工作狀態(tài)及負(fù)載的選擇

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工作狀態(tài)及負(fù)載的選擇

工作狀態(tài)及負(fù)載的選擇
正常情況下,電子產(chǎn)品內(nèi)部的鋰電池在充電時主要有兩個工作狀態(tài):恒流充電和恒壓充電,出現(xiàn)預(yù)充電狀態(tài)的概率較低。圖4是某電源適配器實際充電時的輸出曲線,被充電設(shè)備在完全放電至自動關(guān)機后開始充電。
從圖中可知,6V1A電源適配器的輸出電壓基本維持在標(biāo)稱輸出附近。輸出電流方面,適配器在75%電量之前基本處于恒流輸出(約0.8A),75%電量之后,隨著電量的增加輸出電流逐漸下降至0.24A,電量達(dá)到100%之后充電結(jié)束,基本對應(yīng)了鋰電池充電過程中的恒流充電、恒壓充電、充電結(jié)束三個過程。
結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求及3.2章對電源適配器輸出特性的分析,本文選取以下幾個狀態(tài)來進行EMC測試:
1)空載,這也是日常使用中比較常見的狀態(tài);
2)CC模式,該模式雖然在正常使用中不太可能出現(xiàn),但對于其他類型的開關(guān)電源具有參考意義。該模式下,選取R=Rth和R=1/2(Rth+Rset)進行測試;
3)CV模式,正常充電時適配器主要工作在該模式。選取R=Rset、R=2Rset、R=4Rset及輸出電流約0.2A(大部分鋰電池預(yù)充電及充電結(jié)束的閾值電流)時進行測試;
由于絕大部分的電源適配器內(nèi)部芯片的工作頻率較低(<108MHz),依據(jù)GB/T9254-2008標(biāo)準(zhǔn)的要求,輻射發(fā)射測試只需進行到1GHz。
本文隨機選取了7個不同型號(同一制造商的樣品不超過2個)的電源適配器進行30MHz~1GHz輻射騷擾測試。電源適配器的相關(guān)信息如表1。
其中,由于兩個5V/1A的適配器4Rset=20Ω,與R(I=200mA)=25Ω較為接近,故未對4Rset進行測試;另外,由于適配器6的Rth與Rset較為接近,故未對1/2(Rth+Rset)進行測試。
為了使測試結(jié)果具有可比性、復(fù)現(xiàn)性,測試安排如下:
1)環(huán)境溫濕度:25±3℃,30%RH~60%RH;
2)使用同一個滑線變阻器作為負(fù)載;
3)對于同一個電源適配器,測試過程中除負(fù)載阻值不同和環(huán)境溫濕度略有不同外,其余參數(shù)都保持一致;
4)所有的測試中,暗室的背景噪聲都至少低于GB/T9254-2008ClassB限值12dB(30~500MHz頻段內(nèi)低于限值20dB);
5)測試距離為3m,天線垂直極化、固定高度1m,轉(zhuǎn)臺360°旋轉(zhuǎn);
6)接收機設(shè)置:RBW=120kHz、VBW=300kHz,MaxHold;
7)每種負(fù)載狀態(tài)下,電源適配器預(yù)熱10min后開始測試;
經(jīng)驗及測試結(jié)果表明,大部分的電源適配器在天線垂直極化下的輻射發(fā)射值高于天線水平極化下的輻射發(fā)射值,故本文只選取垂直極化的數(shù)據(jù)進行分析。另外,由于完整地進行輻射發(fā)射測試耗時較長,本文只進行了PK值預(yù)掃測試(實際測試中也只需先進行PK值預(yù)掃,然后選取騷擾最大的狀態(tài)進行完整測試)。
3.2測試結(jié)果分析
限于篇幅原因,下文只列出部分適配器的測試頻譜圖。為了便于分析,只截取了騷擾較大的30~200MHz頻段。不同的顏色對應(yīng)不同的負(fù)載電阻,具體對應(yīng)關(guān)系如表2。
從測試結(jié)果可以看到一些共性:
1)大部分適配器在不同的負(fù)載情況下,其輻射發(fā)射騷擾的頻譜走勢相似;
2)適配器在空載和I=200mA狀態(tài)下的騷擾相對較低;
3)大部分適配器在R≥Rset時,即適配器處于恒壓輸出狀態(tài)時,在多數(shù)頻點上,負(fù)載電阻越大,騷擾越低;
4)大部分適配器在R≤Rset時,即適配器處于恒流輸出狀態(tài)時,其騷擾都比較高;
從測試結(jié)果中也可以看到,同一個電源適配器在不同的負(fù)載狀態(tài)下,某些相同頻點的測試值差別較大。如圖7中頻率為30.5MHz的測試結(jié)果,R=2Rset(PK=40.0dBμV/m)比空載狀態(tài)下(PK=13.0dBμV/m)的測試結(jié)果高了27dB,比R=Rset(PK=32.7dBμV/m)的測試結(jié)果高了7.3dB。而在33.5MHz處,R=Rset(PK=44.3dBμV/m)的測試結(jié)果則比R=2Rset(PK=38.6dBμV/m)高了5.7dB。假如在實際測試中選擇了R=Rset進行測試,發(fā)現(xiàn)33.5MHz處超過了標(biāo)準(zhǔn)限值,于是進行整改并最終低于限值,但卻并不能保證在R=2Rset、頻率為30.5MHz的點也是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的,甚至有可能因為更換了不同參數(shù)的元器件導(dǎo)致該頻點超過標(biāo)準(zhǔn)限值。
另外,從圖5、圖6約39.5MHz附近,圖8約31MHz附近可以看到,適配器在恒流輸出狀態(tài)下的騷擾要明顯高于恒壓輸出時的騷擾。特別是圖6,恒流輸出狀態(tài)下PK值已經(jīng)超過了標(biāo)準(zhǔn)限值(PK=41.3dBμV/m),而恒壓輸出時卻是低于標(biāo)準(zhǔn)限值的(PK=35.1dBμV/m)。
考慮到6V1A電源適配器在正常工作時是不會工作在恒流狀態(tài)的,假如圖6所示的頻點在恒流狀態(tài)下最終的QP通過分析發(fā)現(xiàn),圖2中的產(chǎn)品是駐立式器具,金屬手柄與金屬箱門連接,金屬箱門與接地金屬外殼通過鉸鏈連接起來,因此金屬手柄也具有接地連續(xù)性,并且,此手柄并非電氣元件的手柄,所以22.35條款不適用。
4結(jié)論
綜上分析,對于非駐立式器具而言,不允許使用金屬手柄、操縱桿和旋鈕,如果一定要使用,那么需要在這些部件表面覆蓋一層等同于附加絕緣的絕緣材料。而對于駐立式器具的非電氣元件的金屬手柄、操縱桿和旋鈕,只要這些部件接地或者用接地金屬將帶電部件與這些部件隔開,22.35條款將不適用。
值也超過了標(biāo)準(zhǔn)限值,但在恒壓狀態(tài)(也即正常工作狀態(tài))下是符合標(biāo)準(zhǔn)限值的,那么是否可以判其不合格呢?
由于標(biāo)準(zhǔn)沒有給出測試時應(yīng)采用怎樣的負(fù)載條件,上述問題值得商榷。但是,如果電源適配器或者說開關(guān)電源的使用范圍較廣(可能會用到其恒流輸出狀態(tài)),那么,恒流狀態(tài)下的測試也是必要的。
4總結(jié)
從上述分析可以看出,6V1A電源適配器在不同的負(fù)載條件下其輻射發(fā)射的測試結(jié)果有著較大的差異,某些情況下可能影響到是否符合標(biāo)準(zhǔn)限值的判定。所以,應(yīng)根據(jù)其輸出參數(shù)至少在恒壓輸出狀態(tài)下合理地選擇不同大小的負(fù)載進行測試,以確保其在正常工況下符合標(biāo)準(zhǔn)限值。而是否要對其恒流狀態(tài)下進行測試,有待進一步商榷。但對于用途更廣泛的電源適配器(開關(guān)電源),應(yīng)對其恒流輸出狀態(tài)也進行測試。

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| 發(fā)布時間:2019.08.02    來源:電源適配器廠家
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