采用電流探頭對高壓連接器電磁屏蔽測試
?????? 高壓連接器行業(yè)在發(fā)布了電動汽車用高壓大電流線束和連接器技術要求。PRBTEK借此機會,針對標準中涉及到的電磁屏蔽測試方法,和大家分享些我們自己的看法。
一、標準推薦電流探頭法測試電磁屏蔽性能
????? 試驗原理圖如下:

說明:
??????? 1.射頻信號源及接收裝置
??????? 2.電流探頭
??????? 3.拼比治具(由屏蔽箱、射頻接頭和接線導線等構成)
??????? 4.被測高壓連接系統(tǒng)
??????? 5.50Ω終端阻抗
??????? 6.接地平板
??????? 7.射頻同軸電纜
二、電流探頭法缺陷之測量位置難以界定
??????? 電流探頭法測試電磁屏蔽性能的基本原理:
??????? 既然線纜組件的輻射場是由其中的共模電流產(chǎn)生的,那么我們可以通過測試該共模電流來代替測試實際的輻射場強,然后屏蔽性能可以定義為電流比值(無屏蔽時/有屏蔽時)。理論上來說,這個電流可以用電流探頭很輕易地就可以測量,既簡單物理圖像又清晰,這也是該方法的最大優(yōu)點。
?????? 但缺點也是顯而易見,低頻時,導體的電場分布如下圖所示:

???????? 但高頻時,情況將發(fā)生本質變化

???????高頻時,如上圖所示,場的分布是不均勻的,并且具有周期性,而電流探頭一次只能測試一個位置點。那么問題來了,為了全面反映樣品的性能,探頭應該以掃描的形式來獲取每一個部位的電流值。但是標準的建議如下:
測試布置
???????1. 高壓連接系統(tǒng)的測試布置宜與實際工作狀態(tài)一致。測試示意圖見圖1。
???????注:如果高壓連接系統(tǒng)長度較大,可以進行適當?shù)牟贾锰幚?,注意避免對測試結果的干擾。
???????2. 屏蔽治具直接安裝在接地平板上,高壓連接系統(tǒng)高于接地平板50mm。
???????3. 推薦至少測量三個位置,分別位于高壓電纜兩端與高壓連接器的連接處,以及高壓電纜的中間位置。
???????如標準所說,只測量3個位置,是無法準確反應實際情況的。進一步分析會發(fā)現(xiàn)更多問題,測量值是按最大值、平均值還是最小值呢?
三、電流探頭法缺陷之探頭引起場畸變
???????標準對于電流探頭的要求如下:
???????采用復合GB/T 18655-2010 要求的電流探頭。電流探頭可以是一個或者一組,覆蓋頻率范圍為150kHz-108MHz。
???????但是查閱GB/T 18655-2010,并沒有詳細的規(guī)定來規(guī)范電流探頭的制作,這里面就留下了很多違規(guī)的空間。
???????試想一下,把電流探頭和一個鐵氧體磁環(huán)整合在一起,當掃描時移動鐵氧體磁環(huán)就可以間接改變被試品的長度,從而改變了輻射特性,試驗結果將有待商榷。
四、如何評判電磁屏蔽性能
標準推薦如下:
測試程序
???? ? 1. 若使用網(wǎng)絡分析儀,校準后測量正向傳輸參數(shù)的值。
?????? 2. 若使用信號源和接收機,調整信號源的輸出,并在接受機端讀取各個頻率點的數(shù)值。信號源的輸出宜考慮接收機的線性動態(tài)范圍,并記錄信號源的輸出電平值。也可使用接收機的內(nèi)置信號源。
?????? 3. 若使用頻譜分析儀或者接收機,則采用峰值檢波方式,測試帶寬、步長、掃描時間和駐留時間滿足GB/T 18655-2010 的要求
?????? 4. 記錄電流探頭在各個位置的測試值1.
?????? 5. 去除高壓連接系統(tǒng)的屏蔽層,在儀器設置和試驗布置不變的情況下重復測試程序,記錄測試值2.
?????? 6. 根據(jù)下面公式,計算高壓連接系統(tǒng)電磁屏蔽效能。
屏蔽效能=測試值2-測試值1
式中:
?????? 屏蔽效能——點位為分貝(dB)
?????? 測試值1和測試值2——單位為分貝微安(dBμA)
?????? 1、在去除整個連接系統(tǒng)屏蔽層的同時,還要保證試驗布置不變,實施起來確實比較困難。
??????? 2、另外一個問題,這個方法是測試的電纜,而不是測試的連接器。如果連接器本身不是顯性表現(xiàn)(即電纜輻射比連接器輻射強,遮蓋住了連接器),那最終的試驗將變成評估高壓電纜的電磁屏蔽性能。
最后附上一張對比圖:

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