Investigación sobre la aplicación de redes artificiales en pruebas de interferencia conducida con receptores EMI — Tomando LISUN LISN-C como ejemplo

Abstracto:

Red artificial La red de estabilización de impedancia de línea (LISN) es un dispositivo de soporte fundamental para las pruebas de perturbaciones conducidas de compatibilidad electromagnética (CEM). En cooperación con el receptor EMI, puede medir con precisión la tensión de interferencia conducida en los bornes de los equipos, proporcionando datos fiables para la certificación de conformidad del producto. Centrándose en LISUN En este artículo, se expone el principio de funcionamiento, las funciones principales, los parámetros técnicos y la base estándar de la red artificial LISN-C. Asimismo, se ilustra su aplicación específica en pruebas de interferencia de voltaje combinadas con esquemas de conexión de medición reales, y se comparan las diferencias de rendimiento de los productos de la misma serie, proporcionando referencias para la construcción y la selección de equipos de sistemas de prueba de EMI.

1. Introducción
Con el desarrollo de la alta frecuencia, la miniaturización y la densificación de los equipos eléctricos y electrónicos, la interferencia electromagnética conducida (EMI) en la red eléctrica se ha convertido en un factor clave que afecta al funcionamiento estable de los equipos y a la compatibilidad con el entorno electromagnético. La prueba de tensión de perturbación conducida es un requisito indispensable para las certificaciones CE, FCC, 3C y otras. Su función principal es medir la tensión de interferencia emitida por los equipos a la red eléctrica a lo largo de las líneas de transmisión en condiciones uniformes y reproducibles. La impedancia real de la red eléctrica fluctúa considerablemente con la longitud de la línea, la carga y la frecuencia, y la medición directa dará lugar a resultados discretos e incomparables. La red artificial (también conocida como red de estabilización de impedancia de línea) resuelve el problema de la consistencia de la prueba al insertar una red de impedancia estándar entre el equipo bajo prueba (EUT) y la red eléctrica, convirtiéndose así en una parte indispensable del sistema de prueba de EMI conducida.

LISUN La red artificial LISN-C está especialmente diseñada para pruebas realizadas de equipos monofásicos/trifásicos de potencia media, con una cobertura de frecuencia de 150 kHz a 30 MHz, cumpliendo con los estándares más comunes, como CISPR16-1FCC EN55015 y EN55022Puede acoplarse de forma estable con un receptor EMI para lograr una medición precisa de la interferencia de voltaje en los bornes. Tomando este producto como ejemplo, este artículo analiza sistemáticamente las características técnicas y la aplicación de ingeniería de la red artificial.

2. Principio y funciones principales de las redes artificiales
La red artificial es esencialmente una red de filtrado de paso bajo y estabilización de impedancia, conectada en serie entre la red eléctrica y el equipo bajo prueba (EUT). Suministra energía con bajas pérdidas a la frecuencia de la red, presenta una impedancia estándar en la banda de frecuencia de prueba y acopla la interferencia de radiofrecuencia generada por el EUT al receptor EMI. Sus funciones principales son las siguientes:
• Estabilizar la impedancia de prueba: Proporcionar una impedancia estándar de 50Ω/50μH+5Ω o 50Ω/50μH en la banda de frecuencia de 9kHz–30MHz para garantizar la comparabilidad de los resultados de las pruebas en diferentes laboratorios y en diferentes momentos.
• Aislamiento de interferencias bidireccional: Evita que el ruido de fondo de la red eléctrica entre en el enlace de prueba y suprime la interferencia del equipo bajo prueba (EUT) que regresa a la red eléctrica, asegurando que la medición solo refleje la perturbación del propio EUT.
• Acoplamiento de la señal de interferencia: Transmitir la tensión de interferencia en los bornes de los terminales al receptor EMI a través de condensadores de acoplamiento, evitando daños a los instrumentos de medición por la alta tensión de frecuencia industrial.
• Soporte de fuente de alimentación compatible: Proporciona una fuente de alimentación compatible con CA/CC, que abarca escenarios monofásicos/trifásicos y de baja a alta corriente, adecuada para pruebas de iluminación, informática, electrodomésticos, equipos industriales y otros productos.

La conexión típica entre la red de estabilización de impedancia (LISN) y el receptor EMI es la siguiente: la red eléctrica se conecta a la entrada de la LISN, el equipo bajo prueba (EUT) se conecta a la salida de la LISN y el puerto de radiofrecuencia (RF) de la LISN se conecta al receptor EMI mediante un cable de adaptación. El receptor realiza un análisis espectral y determina el límite de la tensión de interferencia acoplada para obtener directamente el nivel de interferencia en los bornes.

3. Parámetros técnicos y comparación de rendimiento de LISUN Red artificial LISN-C
LISUN Proporciona una serie de redes artificiales para adaptarse a diferentes niveles y fases de corriente. LISN-C es un modelo universal trifásico/monofásico de 16 A, con parámetros principales que se muestran en la tabla a continuación:

Ventajas destacadas de LISN-C:
• Amplia compatibilidad de voltaje con CA 400V/CC 600V, que cumple con los requisitos de suministro de energía de equipos industriales y comerciales;
• Corriente nominal de 16 A que cubre la mayoría de los productos monofásicos/trifásicos de potencia media;
• Banda de frecuencia de 150 kHz a 30 MHz que se ajusta con precisión a los estándares para equipos de iluminación e informática;
• Impedancia de 50Ω/50μH estrictamente de acuerdo con CISPR16-1, con una adaptación de impedancia óptima al receptor EMI y una distorsión de medición mínima.

Red artificial | Red de estabilización de impedancia de línea LISN-C

4. Implementación de la prueba de interferencia de voltaje en postes terminales mediante la conexión de una red artificial con un receptor EMI.
4.1 Composición del sistema de prueba
El sistema de prueba consta de una red artificial, un receptor EMI, el equipo bajo prueba (EUT), una fuente de alimentación y conexión a tierra estándar, y cables de adaptación. La red artificial proporciona una impedancia estándar al EUT y acopla la interferencia en los bornes de conexión al receptor.

4.2 Pasos de conexión y prueba
• Conexión a tierra: La red artificial está conectada de forma fiable a tierra para garantizar el blindaje y la descarga de interferencias de modo común.
• Cableado: La red eléctrica está conectada a la entrada de alimentación de LISN-C; los terminales de alimentación del EUT están conectados a la salida de carga de LISN-C; la salida de RF de LISN-C está conectada a la entrada de RF del receptor EMI mediante un cable coaxial de 50 Ω.
• Configuración: El receptor está configurado con banda de frecuencia de prueba de 9 kHz a 30 MHz/150 kHz a 30 MHz, detección de pico/cuasi pico, ancho de banda y líneas límite (de acuerdo a EN55015, EN55022, Etc).
• Alimentación y medición: El EUT se enciende y funciona de forma estable, el receptor escanea el espectro, lee los valores de voltaje de interferencia de cada borne (L1/L2/L3/N) en los puntos de frecuencia correspondientes y determina si cumple con los requisitos comparándolos con el límite.

4.3 Importancia de la prueba
Este método obtiene directamente la tensión de interferencia conducida en los bornes, reflejando el nivel de emisión real del puerto de alimentación del equipo. Esto constituye una base directa para determinar si los productos cumplen con la certificación EMC. La estabilidad de impedancia y las características de aislamiento de la red artificial permiten comparar los resultados de las pruebas en diferentes situaciones, lo que facilita la optimización del diseño del producto y la verificación de correcciones.

5. Base estándar y cumplimiento
LISUN La red artificial LISN-C cumple con los siguientes estándares internacionales y europeos:
• CISPR16-1: Especificación básica para equipos y métodos de medición de interferencias radioeléctricas;
• CISPR15-2018/EN55015: Límites y medición de la interferencia radioeléctrica de la iluminación eléctrica y equipos similares;
• EN55022: Límites y medición de la interferencia radioeléctrica de los equipos de tecnología de la información;
• Requisitos relacionados con la FCC: Normas obligatorias de cumplimiento de EMI de la Comisión Federal de Comunicaciones.

Las normas mencionadas anteriormente especifican de forma uniforme la impedancia, la frecuencia, el aislamiento, el modo de acoplamiento y otros indicadores de la red artificial, lo que garantiza el reconocimiento mutuo de las pruebas de certificación globales.

6. Valor de la aplicación e importancia para la ingeniería
• Mejora la consistencia de las pruebas: la red artificial elimina la influencia de las fluctuaciones de la impedancia de la red eléctrica, permite la comparabilidad de los datos entre laboratorios y reduce el coste de las nuevas pruebas de certificación.
• Proteger los instrumentos de prueba: Aísla la alta tensión de frecuencia industrial y las fuertes interferencias, prolongando la vida útil del receptor EMI.
• Apoyo a la I+D y a la rectificación: Localizar con precisión los puntos de frecuencia y las amplitudes de interferencia de los bornes de conexión, guiando la optimización del filtrado, la puesta a tierra y la disposición.
• Adaptable a múltiples escenarios: LISN-C tiene en cuenta sistemas monofásicos/trifásicos, de potencia media y de amplio rango de voltaje, lo que lo hace adecuado para probar productos en iluminación, electrodomésticos, informática, industria y otros campos.

7. Conclusión
Red artificial es el equipo básico principal para la prueba de voltaje de perturbación conducida. Cooperando con el receptor EMI, puede medir de manera estable y precisa la interferencia de voltaje en los bornes de los equipos. Con una corriente nominal de 16 A, un amplio rango de voltaje, características de impedancia estándar y cumplimiento total de las normas, LISUN La red artificial LISN-C se ha convertido en la solución preferida para las pruebas de EMI de productos monofásicos/trifásicos de potencia media. Ante un entorno electromagnético cada vez más complejo y requisitos de cumplimiento más estrictos, la correcta selección y aplicación de la red artificial tienen un gran valor de ingeniería para mejorar el nivel de compatibilidad electromagnética de los productos, superar con éxito las certificaciones nacionales e internacionales y garantizar el funcionamiento seguro y fiable de los equipos.

En el futuro, con la popularización de los equipos de alta frecuencia y alta potencia, la red artificial evolucionará hacia una mayor corriente, una banda de frecuencia más amplia, la integración y la inteligencia, proporcionando continuamente un soporte clave para las pruebas y la certificación de compatibilidad electromagnética (CEM).