[实用新型]EMI滤波器加载插入损耗自动测试系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电子测量与测试领域，涉及一种电源EMI加载自动测试系统，测试对象是普遍应用的电源抗电磁干扰滤波器，系统实现其主要技术参数，尤其是在加载和满载情况下的插入损耗自动测试。系统应用于生产滤波器的厂家进行出厂检测、应用滤波器的厂家进行入厂测试。

背景技术

电源EMI滤波器是抑制电磁干扰重要器件，随着电磁兼容测试认证要求越来越严格，电源EMI滤波器应用越来越广泛，要求也越来越高。所以电源EMI滤波器电气参数的测试就变得十分重要。EMI电源滤波器的主要性能指标一般分为四类：第一类是工作参数，包括插入损耗、频率特性、额定工作电压和电流；第二类是极限参数：包括耐压和绝缘电阻、漏电流、失配阻抗；第三类是机械参数，包括物理尺寸及重量；第四类使用环境限制以及本身的可靠性，包括滤波器温升、环境温度，安装条件和方式，比如输入输出线长短、接地点和接地线长短，源阻抗、负载阻抗等等。在工作时考虑最多的是额定电压及电流、插入损耗、耐压和漏电流等几项参数。EMI滤波器的这些技术参数和指标均有标准规定了其测试方法或限值。我国国家标准GB7343-1987规定了10kHz～30MHz无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法，正在修订中的该标准201X版本准备增加插入损耗测量不确定度评估等内容；美国军用标准MIL-STD-220B还特别规定了滤波器插入损耗加载测试方法，而CISPR17还特别规定了滤波器插入损耗在极限阻抗情况下的测量方法。因此，滤波器的测量技术、测量系统研制必需遵照这些相关标准的要求展开。

电源EMI滤波器的普通测试，无论采用标准测量法，还是屏蔽测量法，无论在频域测量，还是时域测量；无论测量滤波器的额定参数，还是极限参数、机械参数；也不管是静态测试，还是加载乃至满载测试；以及阻抗匹配状态下测试，还是在阻抗失配状态下测试，都基本以手工测试为主。比如对滤波器的插入损耗测量，就是先将信号源接入滤波器输入端，再在滤波器输出端接测量接收机，然后逐步调节信号源发送信号的频率，以及测量接收机的衰减器等等，以测量在不同频率下滤波器插入损耗，然后手工记录测试数据。手工测试滤波器的插入损耗最为理想的是采用矢量网络分析仪进行测试，提高了测试速度和准确性。再如对试验电压（耐压）的测试，由于不允许将试验电压从0突然升高到极限值，只能够以每秒增加160V等速度逐渐增加，手工测试难免调节不准确，容易造成对滤波器的潜在损伤。

也有提出对滤波器插入损耗进行自动测试的，是在手工测试的基础上，利用一台测控计算机，搭成一个组件式的虚拟仪器架构测试平台，将计算机的GPIB总线分别连接到信号源和接收机，实现对滤波器插入损耗的程控自动测试。而对信号EMI滤波器的自动测试技术，由于没有兼顾电源EMI的特殊性，缺乏通用性。

到目前为止，还没有见到对EMI滤波器的主要参数均实现自动测试的；尤其是插入损耗的测试，还未见到实现为加载自动测试的相关报道以及文献和产品。

手工测试EMI滤波器参数，不足之处很多：第一是工作量大、测试时间长、测试速度慢，测试效率低，而且测试数据不准确，更不利于实时数据分析和处理，也不便于原始数据的保存，不能够建立健全测试数据库，不便于日后对测试数据的回溯查找以及分析处理。第二，因为工作量大，对于大批量的不同种类（直流和交流）、不同型号滤波器，其出厂和入厂合规性检测都不可能逐一测试，只能够抽样检测，这对于滤波器这样具有较大个体差异性的产品来说，很难保证每个滤波器在使用中都是合格的。第三，对于插入损耗，有差模和共模之分，其测试配置及滤波器接法也有所不同；还需要在阻抗匹配和不匹配（即50欧姆-0.1欧姆，50欧姆-100欧姆，100欧姆-0.1欧姆）情况下进行测试，更加增大了测试工作量和繁杂度。测试结果也是间接估计测试，不能够直接得到插入损耗这个重要参数。即使采用矢量网络分析仪测试滤波器插损，不足之处也至少有二：仪器昂贵；仪器存储深度和容量均有限，只能记录和保存零星的测试数据或附图表，不能够建立完善的大批量滤波器特性参数测试数据库。第四，对于极限参数中的耐压测试，由于加载的电压均比较高，每次测试都要人工连接和调节，难免出错，不容易掌握好升压速度，对被测滤波器造成潜在危害；也易于造成对人体电击伤害，使得测试人员有抵触情绪，从而对此项测试敷衍了事。