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美軍標MIL-STD-461F測試機構，美軍標emc電磁兼容測試中心

本標準劃分為四個方面,系統設計者在每個方面都必須符合其規定.
1. 傳導發射(Conducted Emissions)
2. 傳導敏感度 (Conducted Suscepti ility)
3. 輻射發射 (Radiated Emissions)
4. 輻射敏感度 (Radiated Susceptibility)
某些系統由相似的標準規定,包括國內航空的RTCA DO-160D標準和英國國防部的DEF STAN 59-41標準.
二,MIL-STD-461標準概要:
MIL-STD-461C Requirements
CE01
Conducted Emission,30Hz to 20kHz,Power Leads
CE03
Conducted Emission,20kHz to 50MHz,Power Leads
CE07
Conducted Switching spikes
CS01
Conducted Susceptibility, 30Hz to 50kHz, Power Leads
CS02
Conducted Susceptibility, 50kHz to 400MHz, Power Leads
CS06
Conducted Susceptibility ,spike, Power Leads
RE01
Radiated Emission,30Hz to 30kHz,Magnetic Field
RE02
Radiated Emission,30kHz to 10GHz,Electric Field
RS01
Radiated Susceptibility, 30Hz to 30kHz,Magnetic Field
RS02
Radiated Susceptibility, Magnetic Induction Field
RS03
Radiated Susceptibility,14kHz to 10GHz, Electric Field
MIL-STD-461D and MIL-STD-461E Requirements
CE101
Conducted Emission, Power Leads,30Hz to 10kHz
CE102
Conducted Emission, Power Leads,10kHz to 10MHz
CS101
Conducted Susceptibility, Power Leads, 30Hz to 150kHz
CS114
Conducted Susceptibility, Bulk Cable Injection,10kHz to 200MHz
CS115
Conducted Susceptibility, Bulk Cable Injection, Impulse Excitation
CS116
Conducted Susceptibility, Damped Sinusoidal Transients, Cables and Power Leads,10kHz to 100MHz
RE101
Radiated Emission,30Hz to 100kHz Magnetic Field
RE102
Radiated Emission,10kHz to 18GHz Electric Field
RS101
Radiated Susceptibility,30Hz to 100kHz Magnetic Field
RS103
Radiated Susceptibility,2MHz to 40GHz Electric Field
(一)傳導發射
VPT直流-直流電源轉換器采用先進的開關模式或開關電源轉換技術,它不僅體積小還能實現高效的運轉.所有開關模式的直流-直流轉換器都會不可避免地產生開關噪聲(switching noise), 但是DV系列的直流-直流轉換器利用先進的設計技術可以將這種噪聲最小化,同時提供低的輸入和輸出紋波 (input output ripple).
傳導發射要求控制由直流-直流轉換器產生并且在輸入電源線路里傳播的噪聲,電源通常為28V.這種噪聲以輸入紋波電流形式表現,組成成分為一個基波(一般為500kHz左右)和諧波.所有的DV系列電源轉換器都具有內置的輸入濾波器和大約50mApp的低輸入紋波,在某些應用領域這些配置已經足夠.為完全符合MIL-STD-461的標準,VPT提供多種選擇,如表1所示:
Functions
Products
電磁干擾濾波器模塊
(EMI filter modules)
DVMSA28,DVMA28,DVMH28,
DVMC28,DVME28,DVMD28
電磁干擾濾波器/瞬態電壓抑制模塊
(EMI filter/transient suppression modules)
DV704A,DVMN28
帶內置濾波器的直流-直流轉換器
(DC-DC converters with integral EMI filer)
DVEHF28,DVETR28,DVST28
表1. 符合MIL-STD-461標準的濾波器產品
濾波器模塊可減少輸入電源線路上的共模及差模噪聲.一個濾波器可根據電流等級與多種不同型號電源轉換器配套使用.在特定的電源系統環境中,可供參考的濾波器如表2所示.對于級別較高的電源,系統可將一個濾波器劃分為多個轉換器或者將型號相似的濾波器并聯使用以適用在較大的電流.
系統輸出功率(Watts)
參考濾波器
額定電流(Amps)
6
DVMSA28
0.8
15
DVMA28
1.0
40
DVMH28
2.0
40
DV704A
2.0
80
DVMC28
4.0
120
DVMD28
7.0
240
DVME28
15.0
250
DVMN28
10
表2. 參考濾波器
精確的系統設計對于保證產品符合規范至關重要.一般說來,濾波器應放置在電源輸入模板或尾端位置,電源轉換器則要盡量靠近濾波器放置.如此放置有時須犧牲一些好處,但濾波器輸入必須遠離任何噪聲源,典型的噪聲源包括轉換器的輸出和任何高速的數字電路.
偶爾,電源轉換器的直流輸出要求滿足MIL-STD-461CE03或CE102的標準,此時就需要附加的濾波設備,包括差模和共模方式的濾波器.為滿足這種要求,在某些器件中VPT的濾波器需要放置在轉換器的輸出處.
(二)傳導敏感度
電子線路不僅產生噪聲而且對于其他地方產生的噪聲會有敏感反應.傳導敏感度要求規定為在電源線路中傳導不會造成性能降級或系統故障的各種各樣的噪聲源.傳導敏感度只能在輸入電源線路處測量.如果要滿足這些要求,控制電路或輸出電路也需要附加外部保護裝置.
VPT DV系列直流-直流轉換器提供約30dB的輸入衰減值,頻率高達1MHz.表1中的輸入濾波器提供額外的衰減值,CS01和CS101要求大于10kHz,CS02和CS114要求高達幾百MHz.要保證輸出電壓在總的靜態調節范圍內,直流-直流轉換器就必須符合這些要求.
輸入濾波器也包含重要的電容,這種電容可以濾除較高的電壓值和CS06,CS115以及CS116的瞬時電壓回復至安全級.雖然CS06在脈沖寬度0.15us的峰值(spike)有較低的電阻,但它在短時間內可以完全有效的濾掉,這種情況同樣適用于CS115的脈沖激發.CS116的阻尼正弦瞬時電壓具有較高的源阻抗,所以濾波器可視電壓遠小于標準電壓,它也可以被濾到可接受的級別上.要保證直流-直流電源轉換器的輸出在它的特定的動態范圍內,則必須滿足以上要求.
對于瞬時輸入電壓持續時間較長時,如峰值要求脈沖寬度大于0.15us的CS06,此時需要一個瞬態電壓抑制模塊.源阻抗過低與持續時間過長導致單獨一個濾波器不足以保護轉換器,而瞬態電壓抑制模塊可以封鎖峰值,同時限制濾波器可視電壓回復至安全級.為防護消極的瞬態電壓,可在VPT DV704A的輸入處添加一個串聯二極管或在輸出處添加一個分流二極管.VPT DVMN28 已內置一分流二極管.要保證直流-直流電源轉換器的輸出在它的特定的動態范圍內,則必須滿足以上要求.
對于敏感性負載,即特定性能不足以避免系統混亂的地方,附加的電容需添加在電源轉換器的輸入和輸出處,其中對添加在輸入處的電容應進行適當地控制.
(三)輻射發射
輻射發射要求控制由子系統發射產生的電場和磁場.其標準完全在子系統上測量并且很大程度上依賴于系統設計,尤其是接地,屏蔽和電纜三方面.VPT密封混合式電源轉換器由六邊金屬包裝,這種包裝可限制來自轉換器本身的高頻發射.大多數輻射通常源于輸入電纜或負載電路,在這些地方往往需要精確的系統設計.DV系列的電源轉換器的基本開關頻率高于300kHz,在RE01和RE02的范圍內無噪聲源.表1所示的輸入濾波器可提供輸入線路的良好濾波功能,從而滿足RS02和RS102的要求.在有儲運損耗的器件中,產生在輸入和輸出線路上的鐵氧體EMI(Ferrite EMI) 常能使系統回到規范要求.
(四)輻射敏感度
輻射敏感度規范要求能決定輻射電磁場的量值卻不應引起系統性能降級或故障.就像發射一樣,輻射敏感度潛在的問題領域包括輸入電纜和輸出線路.表1所列的輸入濾波器需符合規范.如果負載電路沒有封裝屏蔽嚴實,或在輸出信號線處做性能測試,額外的濾波設備需配置在輸出和信號線上.
CE01
CE03
CE07
CS01
CS02
CS06
單獨的濾波器兼容性
(Standalone converter compliance)
具有VPT濾波器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter compliance)
具有VPT濾波器/瞬態抑制器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter/transient Suppressor compliance)
RE01
RE02
RS01
RS02
RS03
單獨的濾波器兼容性
(Standalone converter compliance)
具有VPT濾波器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter compliance)
具有VPT濾波器/瞬態抑制器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter/transient Suppressor compliance)
表3.VPT DV系列轉換器的MIL-STD-461C 標準
CE101
CE102
CS101
CS114
CS115
CS116
單獨的濾波器兼容性
(Standalone converter Compliance)

具有VPT濾波器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter compliance）
具有VPT濾波器/瞬態抑制器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter/transient Suppressor compliance)
RE101
RE102
RS101
RS103
單獨的濾波器兼容性
Standalone converter Compliance)
具有VPT濾波器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter compliance)
具有VPT濾波器/瞬態抑制器的轉換器兼容性
(Converter with VPT filter/transient
Suppressor compliance)

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