CN111398727B - 滤噪设备及电磁兼容测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种滤噪设备及电磁兼容测试系统，涉及空调器技术领域，电磁兼容测试系统包括电磁兼容测试设备及滤噪设备，空调器包括待测试机和待屏蔽机，滤噪设备电连接于待测试机和所述待屏蔽机之间，待测试机与电磁兼容测试设备电连接。本发明能够通过滤噪设备滤除待屏蔽机产生的电磁干扰，使得电磁兼容测试设备只针对待测试机进行测试，从而能够快速定位产生电磁干扰的噪声源，有效提升空调EMC整改效率。
Description
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，具体而言，涉及一种滤噪设备及电磁兼容测试系统。
背景技术
现有变频空调技术中，各种器件趋近于小型化。以开关电源为例，其最大优势是体积小、效率高，但是，体积的减小、效率的提升，同时也带来了各种电磁干扰，使得产品后期整改EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)难度较大。
目前，变频空调EMC整改过程中，只能通过测量接收机读取空调的扫描数据，再由测试人员凭经验判断超标点，但是无法精确定位噪声源，导致EMC整改效率低。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中空调EMC整改效率低的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种滤噪设备，所述滤噪设备电连接于空调器的待测试机和待屏蔽机之间，所述待测试机与电磁兼容测试设备电连接；所述滤噪设备包括滤噪电路，所述滤噪电路的一端与所述待屏蔽机电连接，另一端与所述待测试机电连接；所述滤噪电路用于滤除所述待屏蔽机产生的电磁干扰，以使所述电磁兼容测试设备检测所述待测试机是否产生电磁干扰。
相对于现有技术，本发明所述的滤噪设备具有以下优势：通过滤噪设备滤除待屏蔽机产生的电磁干扰，使得电磁兼容测试设备只针对待测试机进行测试，检测电磁干扰是否由待测试机产生。也就是，能使电磁兼容测试设备快速定位产生电磁干扰的噪声源，从而有效提升空调EMC整改效率。
进一步地，所述滤噪电路包括第一电阻、第一电容、电感、第二电阻及第二电容；所述电感的第一端与所述待屏蔽机电连接，所述电感的第二端与所述待测试机电连接；所述第一电阻和所述第一电容串联，所述第一电阻接地，所述第一电容与所述待测试机电连接；所述第二电阻和所述第二电容串联，所述第二电阻接地，所述第二电容与所述待屏蔽机电连接。
进一步地，所述滤噪设备还包括信号放大电路，所述信号放大电路的一端与所述待屏蔽机电连接，另一端与所述待测试机电连接；所述信号放大电路用于对所述待屏蔽机和所述待测试机之间的通讯信号进行放大。
进一步地，所述信号放大电路包括运放、第三电阻、第四电阻及第五电阻；所述待屏蔽机通过所述第三电阻电连接至所述运放的正相输入端，所述运放的反相输入端接地，所述运放的输出端通过所述第四电阻电连接至所述待测试机，所述第五电阻电连接于所述正相输入端与所述输出端之间。
进一步地，所述滤噪设备还包括第一传导接口和第二传导接口；所述第一传导接口通过第一连接线连接至所述待屏蔽机的电源端，所述第二传导接口通过第二连接线连接至所述待测试机的电源端。
进一步地，当所述待测试机为内机，所述待屏蔽机为外机时；所述滤噪电路还用于滤除所述外机产生的电磁干扰，以使所述电磁兼容测试设备检测所述内机是否产生电磁干扰。
进一步地，当所述待测试机为外机，所述待屏蔽机为内机时；所述滤噪电路还用于滤除所述内机产生的电磁干扰，以使所述电磁兼容测试设备检测所述外机是否产生电磁干扰。
本发明还提供一种电磁兼容测试系统，用于对空调器进行电磁兼容测试，所述电磁兼容测试系统包括电磁兼容测试设备及上述的滤噪设备；所述空调器包括待测试机和待屏蔽机，所述滤噪设备电连接于所述待测试机和所述待屏蔽机之间，所述待测试机与电磁兼容测试设备电连接；所述滤噪设备用于滤除所述待屏蔽机产生的电磁干扰；所述电磁兼容测试设备用于接收所述空调器提供的测试信号，并根据所述测试信号检测所述待测试机是否产生电磁干扰。
进一步地，所述电磁兼容测试设备包括线路阻抗稳定网络LISN、测量接收机及计算机设备，所述LISN与所述待测试机电连接，所述LISN、测量接收机及计算机设备依次电连接；所述LISN用于接收所述测试信号，并将所述测试信号输出至所述测量接收机；所述测量接收机用于扫描所述测试信号得到扫描曲线，并将所述扫描曲线传输至所述计算机设备；所述计算机设备用于检测所述扫描曲线中是否存在超标点频段，并在检测到所述扫描曲线中存在超标点频段时，确定所述待测试机产生电磁干扰。
进一步地，所述LISN包括电源端及信号输出端，所述电源端与所述待测试机电连接，所述信号输出端与所述测量接收机电连接；所述LISN还用于通过所述电源端接收所述测试信号，并通过所述信号输出端将所述测试信号输出至所述测量接收机。
附图说明
图1为本发明提供的电磁兼容测试系统的方框示意图。
图2为本发明提供的滤噪设备的方框示意图。
图3为本发明提供的滤噪设备的电路示意图。
图4为本发明提供的滤噪设备与空调器的连接关系图。
图5为本发明提供的电磁兼容测试设备的方框示意图。
图6为本发明提供的电磁兼容测试系统的一种应用示例图。
图7为本发明提供的电磁兼容测试系统的另一种应用示例图。
附图标记说明：
10-电磁兼容测试系统；110-滤噪设备；120-电磁兼容测试设备；111-滤噪电路；112-信号放大电路；121-LISN；122-测量接收机；123-计算机设备。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
现有变频空调技术中，各种器件趋近于小型化。以开关电源为例，其最大优势是体积小、效率高，但是，体积的减小、效率的提升，同时也带来了各种电磁干扰，电磁干扰包括传导干扰和辐射干扰。
由于开关器件本身的非理想性和本身寄生参数的影响，导致开关器件的电压、电流波形的频率响应分布在很宽的频率范围内，形成传播途径，产生传导干扰。而电路中一些开关器件由于工作时通过的电流和施加的电压短时变化率较大，会以脉冲的形式形成空间辐射，部分辐射会耦合到电源线中形成辐射干扰。
传导干扰和辐射干扰会导致空调EMC整改难度增大，在空调EMC整改过程中，通过测量接收机读取空调的扫描数据，再由测试人员凭经验判断超标点，即可确定空调是否产生电磁干扰。
但是，空调包括内机和外机，测试人员无法通过扫描数据定位出产生电磁干扰的噪声源，即，无法判断电磁干扰是由内机产生的还是由外机产生的。即使单独开启内机测试也会有部分外机电磁干扰通过内外机连接管路传至内机。因此，现有的空调EMC整改中，由于无法精确定位噪声源，导致EMC整改效率低。
为了解决上述问题，本发明提供一种滤噪设备，在EMC测试中，将该滤噪设备电连接至内外机的电源线中。在内机供电情况下，通过该滤噪设备将外机产生的电磁干扰吸收屏蔽，使测量接收机读取内机的扫描数据，进而通过扫描数据判断电磁干扰是否由内机产生。在外机供电情况下，通过该滤噪设备将内机产生的电磁干扰吸收屏蔽，使测量接收机读取内机的扫描数据，进而通过扫描数据判断电磁干扰是否由外机产生。下面进行详细介绍。
请参照图1，图1为本发明提供的电磁兼容测试系统10的方框示意图。电磁兼容测试系统10用于对空调器进行电磁兼容测试，其包括滤噪设备110及电磁兼容测试设备120。
空调器包括待测试机和待屏蔽机，待测试机电连接至供电电源，待测试机和待屏蔽机通过电源线电连接，即，供电电源为待测试机供电，待测试机为待屏蔽机供电。
滤噪设备110电连接于待测试机和待屏蔽机之间，也就是将滤噪设备110电连接至待测试机和待屏蔽机的电源线中，待测试机与电磁兼容测试设备120电连接。待测试机为内机或外机，待屏蔽机为内机或外机。
滤噪设备110，用于滤除待屏蔽机产生的电磁干扰。
电磁兼容测试设备120，用于接收空调器提供的测试信号，并根据测试信号检测待测试机是否产生电磁干扰。
由于待屏蔽机产生的电磁干扰已被滤噪设备110滤除，因此，电磁兼容测试设备120接收到的测试信号，仅来自于待测试机，通过对该测试信号进行检测，即可判断待测试机是否产生电磁干扰。
下面对滤噪设备110和电磁兼容测试设备120进行详细介绍。
请参照图2，图2为本发明提供的滤噪设备110的方框示意图。滤噪设备110包括滤噪电路111，滤噪电路111的一端与待屏蔽机电连接，另一端与待测试机电连接。
滤噪电路111，用于滤除待屏蔽机产生的电磁干扰，以使电磁兼容测试设备检测待测试机是否产生电磁干扰。
由于待屏蔽机产生的电磁干扰已被滤噪电路111滤除，因此，电磁兼容测试设备120通过扫描待测试机提供的测试信号，即可检测待测试机是否产生电磁干扰。
当待测试机为内机，待屏蔽机为外机，也就是内机供电时；滤噪电路111，还用于滤除外机产生的电磁干扰，以使电磁兼容测试设备120检测内机是否产生电磁干扰。
当待测试机为外机，待屏蔽机为内机，也就是外机供电时；滤噪电路111，还用于滤除内机产生的电磁干扰，以使电磁兼容测试设备检测外机是否产生电磁干扰。
接下来，对滤噪电路111进行详细介绍。请参照图3，滤噪电路111包括第一电阻R1、第一电容C1、电感L、第二电阻R2及第二电容C2。
电感L的第一端与待屏蔽机电连接，电感L的第二端与待测试机电连接。
第一电阻R1和第一电容C1串联，第一电阻R1接地，第一电容C1与待测试机电连接。
第二电阻R2和第二电容C2串联，第二电阻R2接地，第二电容C2与待屏蔽机电连接。
在一种可能的情形下，空调器的内机和外机之间需要通信，而滤噪电路可能会使得内外机之间的通讯信号失真，因此，请再次参照图2，滤噪设备110还包括信号放大电路112，信号放大电路112的一端与待屏蔽机电连接，另一端与待测试机电连接。
信号放大电路112，用于对待屏蔽机和待测试机之间的通讯信号进行放大，以保证待屏蔽机和待测试机之间的通讯信号不失真。
接下来，对信号放大电路112进行详细介绍。请再次参照图3，信号放大电路112包括运放U1、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5。
待屏蔽机通过第三电阻R3电连接至运放U1的正相输入端，运放U1的反相输入端接地，运放U1的输出端通过第四电阻R4电连接至待测试机，第五电阻R5电连接于运放U1的正相输入端与输出端之间。
当待测试机为内机，待屏蔽机为外机，也就是内机供电时；通过信号放大电路112对内外机的通讯信号进行放大，在保证内外机的通讯信号不失真的情况下，通过滤噪电路111将外机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收，使得电磁兼容测试设备120快速判断内机是否产生电磁干扰。
当待测试机为外机，待屏蔽机为内机，也就是外机供电时；通过信号放大电路112对内外机的通讯信号进行放大，在保证内外机的通讯信号不失真的情况下，通过滤噪电路111将内机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收，从而使得电磁兼容测试设备120快速判断外机是否产生电磁干扰。
下面对滤噪设备110电连接至待测试机和待屏蔽机的电源线中的方式进行介绍。请参照图4，滤噪设备110还包括第一传导接口和第二传导接口，第一传导接口通过第一连接线连接至待屏蔽机的电源端，第二传导接口通过第二连接线连接至待测试机的电源端。
第一连接线包括零线、火线及通讯线，第二连接线包括零线、火线及通讯线，且第一连接线和第二连接线均为电源线。
下面，以待测试机为内机、待屏蔽机为外机为例，对滤噪设备110滤除外机产生的电磁干扰的过程进行介绍。
通常，对于空调器来说，电磁干扰是由内机和外机的高频率器件不断开关产生的，并且有两种传导方式，一种是在电源线的零火线间传导，另一种是零火线对大地传导。而滤噪设备110电连接至内外机的电源线中，电源线包括零线、火线及通讯线，也就是，滤噪设备110通过零线、火线及通讯线与内外机电连接。
如果内外机的电源线中未设置滤噪设备110，外机产生的电磁干扰会同时通过零火线间传导、零火线对大地传导进入内机，再由内机传输至电磁兼容测试设备120，如果此时电磁兼容测试设备120检测到电磁干扰，就无法确定该电磁干扰是来源于内机还是外机。
如果内外机的电源线中设置有滤噪设备110，则外机产生的电磁干扰会通过零火线进入滤噪电路111，由于第一电容C1和第二电容C2相对于内机呈低阻抗，故外机产生的大部分电磁干扰会通过第一电容C1和第二电容C2流回零线或火线，剩余的部分电磁干扰会被电感L吸收，从而滤除外机产生的电磁干扰，使得电磁兼容测试设备120仅对内机进行检测。
本发明实施例提供的滤噪设备110，主要用于滤除传导干扰，传导干扰的频率范围通常为150kHz～30MHz。同时，对部分耦合至电源线的辐射干扰也能进行一定的吸收屏蔽，辐射干扰的频率范围通常为30MHz～300MHz。例如，当待测试机为内机，待屏蔽机为外机时，通过滤噪设备110将外机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收。
请参照图5，图5为本发明提供的电磁兼容测试设备120的方框示意图。电磁兼容测试设备120包括LISN(Line Impedance Stabilization Network，线路阻抗稳定网络)121、测量接收机122及计算机设备123，LISN121与待测试机电连接，LISN121、测量接收机122及计算机设备123依次电连接。
LISN121，用于接收测试信号，并将测试信号输出至测量接收机122。
LISN121包括电源端及信号输出端，电源端与待测试机电连接，信号输出端与测量接收机122电连接。通常，电源端为一个插座，待测试机的电源线连接到该插座。
LISN121，还用于通过电源端接收测试信号，并通过信号输出端将测试信号输出至测量接收机122。
LISN121是电磁兼容测试中的一项重要辅助设备，它可以隔离电波干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。
另外，LISN121还包括输入端，输入端连接到市电，用于为空调器提供稳定的电力供应。
测量接收机122，用于扫描测试信号得到扫描曲线，并将扫描曲线传输至计算机设备123。扫描曲线包括各个采集点的实际频率值。
测量接收机122可以是频谱分析仪。
计算机设备123，用于检测扫描曲线中是否存在超标点频段，并在检测到扫描曲线中存在超标点频段时，确定待测试机产生电磁干扰。
计算机设备123中预先存储有电磁兼容测试的标准曲线，标准曲线包括各个采集点的标准频率值。通过将扫描曲线与标准曲线进行对比，来检测扫描曲线中是否存在超标点频段。如果扫描曲线中存在实际频率值比标准频率值大的频段，即，超标点频段，则确定待测试机产生电磁干扰。
可选地，计算机设备123可以是智能手机、平板电脑、便携式笔记本电脑、台式电脑、工控机、服务器等中的任意一种。
进一步地，为了更好的对本发明实施例进行说明，下面通过图6和图7所示的应用示例对本实施例提供的电磁兼容测试系统10进行描述。
当待测试机为内机，待屏蔽机为外机时，电磁兼容测试系统10如图6所示，LISN121的输入端连接至市电，LISN121的电源端与内机电连接，市电通过LISN121为空调器稳定供电；
将滤噪设备110电连接至内外机的电源线中，通过信号放大电路112对内外机的通讯信号进行放大以保证内外机的通讯信号不失真，通过滤噪电路111将外机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收，使得测量接收机122只能扫描到内机的传导干扰；
测量接收机122的一端与LISN121的信号输出口电连接，使测量接收机122扫描内机传输至LISN121的测试信号，输出空调器的扫描曲线；测量接收机122的另一端连接计算机设备123，便于计算机设备123读取扫描曲线，并通过扫描曲线检测内机是否产生电磁干扰。
当待测试机为外机，待屏蔽机为内机时，电磁兼容测试系统10如图7所示，LISN121的输入端连接至市电，LISN121的电源端与外机电连接，市电通过LISN121为空调器稳定供电；
将滤噪设备110电连接至内外机的电源线中，通过信号放大电路112对内外机的通讯信号进行放大以保证内外机的通讯信号不失真，通过滤噪电路111将内机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收，使得测量接收机122只能扫描到外机的传导干扰；
测量接收机122的一端与LISN121的信号输出口电连接，使测量接收机122扫描外机传输至LISN121的测试信号，输出空调器的扫描曲线；测量接收机122的另一端连接计算机设备123，便于计算机设备123读取扫描曲线，并通过扫描曲线检测外机是否产生电磁干扰。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
首先，通过滤噪设备110滤除待屏蔽机产生的电磁干扰，使得电磁兼容测试设备120只针对待测试机进行测试，从而能够快速定位产生电磁干扰的噪声源，从而有效提升空调EMC整改效率。
其次，滤噪设备110主要用于滤除传导干扰，同时，对部分耦合至电源线的辐射干扰也能进行一定的吸收屏蔽，从而在滤除待屏蔽机产生的传导干扰的同时将部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收；
第三，当待测试机为内机，待屏蔽机为外机时，通过滤噪设备110将外机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收；当待测试机为外机，待屏蔽机为内机时，通过滤噪设备110将内机产生的传导干扰及部分耦合到电源线的辐射干扰屏蔽并吸收；从而能够同时兼容空调器的内机供电系统和外机供电系统。
综上所述，本发明提供的一种滤噪设备及电磁兼容测试系统，滤噪设备电连接于空调器的待测试机和待屏蔽机之间，待测试机与电磁兼容测试设备电连接；滤噪设备包括滤噪电路，滤噪电路的一端与待屏蔽机电连接，另一端与待测试机电连接；滤噪电路用于滤除待屏蔽机产生的电磁干扰，以使电磁兼容测试设备检测待测试机是否产生电磁干扰。也就是，通过滤噪设备滤除待屏蔽机产生的电磁干扰，使得电磁兼容测试设备只针对待测试机进行测试，从而能够快速定位产生电磁干扰的噪声源，有效提升空调EMC整改效率。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (8)
1.一种滤噪设备，其特征在于，所述滤噪设备(110)电连接于空调器的待测试机和待屏蔽机之间，所述待测试机与电磁兼容测试设备(120)电连接；所述待测试机电连接至供电电源，且所述待测试机和所述待屏蔽机通过电源线电连接，所述滤噪设备电连接至所述电源线中；
所述滤噪设备(110)包括滤噪电路(111)，所述滤噪电路(111)的一端与所述待屏蔽机电连接，另一端与所述待测试机电连接；
所述滤噪电路(111)用于滤除所述待屏蔽机产生的电磁干扰，以使所述电磁兼容测试设备(120)检测所述待测试机是否产生电磁干扰；
当所述待测试机为内机，所述待屏蔽机为外机时；所述滤噪电路(111)还用于滤除所述外机产生的电磁干扰，以使所述电磁兼容测试设备(120)检测所述内机是否产生电磁干扰；
当所述待测试机为外机，所述待屏蔽机为内机时；所述滤噪电路(111)还用于滤除所述内机产生的电磁干扰，以使所述电磁兼容测试设备(120)检测所述外机是否产生电磁干扰。
2.根据权利要求1所述的滤噪设备，其特征在于，所述滤噪电路(111)包括第一电阻、第一电容、电感、第二电阻及第二电容；
所述电感的第一端与所述待屏蔽机电连接，所述电感的第二端与所述待测试机电连接；
所述第一电阻和所述第一电容串联，所述第一电阻接地，所述第一电容与所述待测试机电连接；
所述第二电阻和所述第二电容串联，所述第二电阻接地，所述第二电容与所述待屏蔽机电连接。
3.根据权利要求1所述的滤噪设备，其特征在于，所述滤噪设备(110)还包括信号放大电路(112)，所述信号放大电路(112)的一端与所述待屏蔽机电连接，另一端与所述待测试机电连接；
所述信号放大电路(112)用于对所述待屏蔽机和所述待测试机之间的通讯信号进行放大。
4.根据权利要求3所述的滤噪设备，其特征在于，所述信号放大电路(112)包括运放、第三电阻、第四电阻及第五电阻；
所述待屏蔽机通过所述第三电阻电连接至所述运放的正相输入端，所述运放的反相输入端接地，所述运放的输出端通过所述第四电阻电连接至所述待测试机，所述第五电阻电连接于所述正相输入端与所述输出端之间。
5.根据权利要求1所述的滤噪设备，其特征在于，所述滤噪设备(110)还包括第一传导接口和第二传导接口；
所述第一传导接口通过第一连接线连接至所述待屏蔽机的电源端，所述第二传导接口通过第二连接线连接至所述待测试机的电源端。
6.一种电磁兼容测试系统，其特征在于，用于对空调器进行电磁兼容测试，所述电磁兼容测试系统(10)包括电磁兼容测试设备(120)及权利要求1-5任一项所述的滤噪设备(110)；
所述空调器包括待测试机和待屏蔽机，所述滤噪设备(110)电连接于所述待测试机和所述待屏蔽机之间，所述待测试机与电磁兼容测试设备(120)电连接；所述待测试机电连接至供电电源，且所述待测试机和所述待屏蔽机通过电源线电连接，所述滤噪设备电连接至所述电源线中；
所述滤噪设备(110)用于滤除所述待屏蔽机产生的电磁干扰；
所述电磁兼容测试设备(120)用于接收所述空调器提供的测试信号，并根据所述测试信号检测所述待测试机是否产生电磁干扰；
当所述待测试机为内机，所述待屏蔽机为外机时；所述滤噪设备(110)还用于滤除所述外机产生的电磁干扰；所述电磁兼容测试设备(120)还用于接收所述空调器提供的测试信号，并根据所述测试信号检测所述内机是否产生电磁干扰；
当所述待测试机为外机，所述待屏蔽机为内机时；所述滤噪设备(110)还用于滤除所述内机产生的电磁干扰；所述电磁兼容测试设备(120)还用于接收所述空调器提供的测试信号，并根据所述测试信号检测所述外机是否产生电磁干扰。
7.根据权利要求6所述的电磁兼容测试系统，其特征在于，所述电磁兼容测试设备(120)包括线路阻抗稳定网络LISN(121)、测量接收机(122)及计算机设备(123)，所述LISN(121)与所述待测试机电连接，所述LISN(121)、测量接收机(122)及计算机设备(123)依次电连接；
所述LISN(121)用于接收所述测试信号，并将所述测试信号输出至所述测量接收机(122)；
所述测量接收机(122)用于扫描所述测试信号得到扫描曲线，并将所述扫描曲线传输至所述计算机设备(123)；
所述计算机设备(123)用于检测所述扫描曲线中是否存在超标点频段，并在检测到所述扫描曲线中存在超标点频段时，确定所述待测试机产生电磁干扰。
8.根据权利要求7所述的电磁兼容测试系统，其特征在于，所述LISN(121)包括电源端及信号输出端，所述电源端与所述待测试机电连接，所述信号输出端与所述测量接收机(122)电连接；
所述LISN(121)还用于通过所述电源端接收所述测试信号，并通过所述信号输出端将所述测试信号输出至所述测量接收机(122)。
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