前言

在現(xiàn)如今的電子類產(chǎn)品設(shè)計中，由于相關(guān)認證法規(guī)的強制要求，對產(chǎn)品和人身安全認知的加強，產(chǎn)品的EMC等級要求變的十分苛刻。整機設(shè)計完成后的EMC調(diào)試問題會需要花到大量的時間精力去克服。一旦在暗室中測試出現(xiàn)異常，就意味著機器需要做相應(yīng)的整改。同時EMC的問題排查相對其他問題會難上很多因為看不見摸不著，又被大家調(diào)侃為玄學(xué)問題。小到某顆電容的擺放位置，大到整個機型拓撲都可能影響到最終結(jié)果。其中漏電流傳感器RCMU作為監(jiān)測微小電流的敏感器件與EMC問題聯(lián)系緊密。

• 什么是輻射抗擾

EMC檢測的全稱是電磁兼容性檢測(Electro MagneticCompatibility)，其定義為“設(shè)備和系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力” 該定義包含兩個方面的意思：首先，該設(shè)備應(yīng)能在一定的電磁環(huán)境下正常工作，即該設(shè)備應(yīng)具備一定的對外界的電磁抗擾度(EMS)；其次，該設(shè)備自身產(chǎn)生的電磁騷擾不能對其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生過大的影響，即電磁騷擾(EMI)。輻射抗擾度（RS：Radiated susceptibility）則是電磁抗擾度中最基本的測試項，也是較難排查的一項。

• EMC****輻射抗擾度測試參數(shù)了解

頻率與場強的要求:

日常生活中，許多設(shè)備都能產(chǎn)生特定頻率的電磁場輻射源，對電子設(shè)備的正常工作產(chǎn)生干擾。比如無線電臺，固定或移動式無線電發(fā)射臺等。一般實驗頻率為80MHz1GHz/6GHz，范圍與現(xiàn)階段使用的無線通訊頻率有關(guān)，現(xiàn)在許多無限通訊設(shè)備使用2.4GHz，或高達5.6GHz。而光伏逆變器主要頻率范圍為：30MHz1GHz。

場強的要求大小和使用場所相關(guān)。3V/m通常用在消費類電子，10V~30V/m用在工業(yè)類，汽車要求則會更高。

調(diào)制種類：

EMC試驗中通常有以下3種調(diào)制

-CW：連續(xù)波

-AM：振幅調(diào)制（1KHz 80%）

-PM：脈沖調(diào)制

AM的變化梯度比較大，一般摸底測試的時候，更傾向于用AM波來對設(shè)備的抗擾能力進行摸底測試。

相比于工業(yè)標準，車規(guī)的測試要求則會高很多。

頻率范圍：低頻從200MHz1GHz，高頻為1GHz3.4GHz。

場強大?。浩囶悜?yīng)用都會有較高的場強要求，特別是車載器件，100V/m~140V/m是很長見的要求。

• 基于電磁強度的環(huán)境分類

電磁波種類及場強

根據(jù)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》GB 9175-88的要求,對于一級標準的定義：

指在該環(huán)境電磁波強度下長期居住、工作、生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者），均在會受到任何有害影響的區(qū)域；新建、改建或擴建電臺、電視臺和雷達站等發(fā)射天線，在其居民覆蓋區(qū)內(nèi)。對于二級標準的定義：為中間區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強度下長期居住、工作和生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者）可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域；在此區(qū)內(nèi)可建造工廠和機關(guān)，但在許建造居民住宅、學(xué)較、醫(yī)院和療養(yǎng)院等，已建造的必須采取適當?shù)姆雷o措施。

注：超過二級標準地區(qū)，對人體可帶來有害影響；在此區(qū)內(nèi)可作綠化或種植農(nóng)作物，但禁止建造居民住宅及人群經(jīng)?；顒拥囊磺泄苍O(shè)施，如機關(guān)、工廠、商店和影劇院等；如在此區(qū)內(nèi)已有這些建筑，則應(yīng)采取措施，或限制輻射時間。

而各種環(huán)境領(lǐng)域產(chǎn)品的電磁輻射設(shè)計要求也正是基于以上標準。

• 光伏逆變器中抗擾度測試的要求(射頻電磁場輻射抗擾度)

根據(jù)NB/T 32004確認逆變器的抗擾度的要求

頻率范圍：80MHz~1000MHz

天線極化方向為：水平和垂直方向

場強大?。?0V/m（非調(diào)制）

正弦波1KHz，80%幅度調(diào)制

性能判據(jù)等級：A

測試模型：

測試判據(jù)：漏電檢測部分關(guān)系到機器是否正常運行，所以判據(jù)要求A級。

• 逆變器中常見的與剩余電流檢測相關(guān)EMC問題

逆變器漏電流的檢測報警原理：

RCMU漏電流傳感器通過ADC實時采集逆變器輸出矢量和，一般采集平均值或均方根來進行控制計算。當計算值達到保護閾值時，逆變器發(fā)生報警。

而逆變器中引起漏電流報警的EMC相關(guān)問題較常見的有以下幾點：

（1） PV輸入源上有干擾，導(dǎo)致輸出矢量不平衡

（2） 內(nèi)部個別部件的輻射干擾過大或傳導(dǎo)線路耦合干擾

（3） 系統(tǒng)對傳感器的供電本身不穩(wěn)定

（4） 漏電流傳感器失效

【變器輸出矢量不平衡】

RCMU實時檢測到了真實的剩余電流，正常的逆變器在運行時多少會出現(xiàn)輸出不平衡現(xiàn)象，尤其是在開機和關(guān)機階段有較大的不平衡波形存在。這和繼電器吸合及整個機器的拓撲設(shè)計等有一定關(guān)系，但如果不平衡現(xiàn)象過大的話，則應(yīng)考慮是否有外界干擾引入。例舉PV源上的干擾問題

逆變器開機階段提示漏電流異常，報警。檢測逆變器內(nèi)部漏電流傳感器輸出波形有較大的躍動及毛刺。同時，在交流并網(wǎng)端也檢測到了一個相似的波形。排查后發(fā)現(xiàn)整個干擾的引入源在逆變器的DC源上，在DC源的線上增加多個共模磁環(huán)后，PV源上共模干擾被濾除干凈。

改善方式：可以通過在直流源輸出線上增加共模電感來濾除干擾。

【器件本身供電漂移較大】

單電源供電傳感器，供電電壓范圍有一定要求，當供電受到異常干擾時或者供電本身不穩(wěn)定，并且超出了標稱可允許范圍。其對應(yīng)的輸出也會不再可靠。一般的表現(xiàn)特性為供電有一定偏移，輸出端會有對應(yīng)的偏移量。

改善方式：供電的不穩(wěn)定可以通過在5V端增加 LDO或者選用穩(wěn)定性更好的電源芯片來加以優(yōu)化。

【漏電流傳感器失效，如雷擊浪涌】

逆變器作為光伏系統(tǒng)中重要的組成部分，在電網(wǎng)回路中擔任著重要的角色。同時也需要承受電網(wǎng)波動不穩(wěn)所帶來的負面影響。并網(wǎng)回路中的差共模，浪涌問題最為常見，需確保并網(wǎng)回路上的器件有足夠大的承受能力。逆變器的工作環(huán)境也決定了外界的惡劣天氣，如雷擊浪涌同樣需要克服。

改善方式：RCMU通過ASIC芯片內(nèi)部集成防護方式結(jié)合外部防護器件，可對器件進行雙重防護，大大提高器件本身的抗浪涌耐壓能力。

【設(shè)備中本身存在過強的干擾源】

一般傳感器（按照CE認證要求）都能過工業(yè)的10V/m場強要求。但當內(nèi)部的模塊產(chǎn)生的場強超過該強度后，就極有可能觸發(fā)誤報警。產(chǎn)生源可以是通訊模塊及高頻器件等。如果是通訊模塊，由于決定發(fā)射功率的是基帶，這意味著很難通過修改通訊模塊來改善通訊所帶來的干擾。

改善方式：在發(fā)射源無法優(yōu)化的情況下，可以提升受干擾者的抗擾度能力。以漏電流傳感器RCMU為例，通過自身PCBA布局及SOC芯片設(shè)計，減小干擾回路，可以大大提升了抗擾度能力。使其承受場強遠超工業(yè)標準，甚至能達到高達140V/m場強的輻射抗擾要求。

【改善抗擾度能力的方式（PCB優(yōu)化）】

結(jié)尾

當一個行業(yè)或者環(huán)境日漸成熟后，市場大環(huán)境對產(chǎn)品本身的要求就會不斷提升?，F(xiàn)今國產(chǎn)逆變器在全球范圍內(nèi)都享譽盛名，但這是很多逆變器廠家前期摸著石頭趟河趟出來的。還是拿EMC問題舉例，早先大家都對EMC問題輕視，歐系逆變器廠家借此作為攔路虎，驚退一大批業(yè)界廠家。而后國內(nèi)廠家痛定思痛，全力將其克服，更有痛下決心，自建10m暗室的標桿企業(yè)。

確實，系統(tǒng)中EMC的處理會難于一般的設(shè)計問題，改善方案從最初的圍堵形式為主：套共模電感、加屏蔽罩等方式，逐漸升級為從設(shè)計思路上去規(guī)避問題。即只要了解EMC特性，有針對有目的地去設(shè)計產(chǎn)品，便可以大大降低成品系統(tǒng)的EMC風(fēng)險性。