空调外机在线测试共模干扰分析研究

空调外机在线测试共模干扰分析研究

石锡棠

珠海格力电器股份有限公司   广东 珠海 519000

摘要：部分空调外机在线测试存在共模干扰导致无法完成在线测试，本文通过对存在共模干扰机型进行EMC试验及干扰源对比试验，初步得出导致传导共模几个影响因素分别是干扰源、传播途径，敏感设备等，最后针对影响因素作针对性改善并验证措施改善明显。

关键词：空调；在线测试；共模干扰；EMC；

采用485通讯的5P变频冷凝机组外机进行在线测试存在通讯干扰严重影响测试，主要表现在压缩机在升频启动过程中，工装发送的点名数据机组并不能进行有效识别并及时回复，导致无法完成在线测试；因此，需对目前485通讯的商用产品出现的在线测试通讯干扰问题进行研究改善，满足正常的生产测试需求。

1、通讯干扰分析

1.1 段进行端子骚扰电压测试[1]：选取冷凝机组异常机型进行EMC实验分别在0.15~0.50MHz、0.5~5MHz、5~30MHz三个频率段进行端子骚扰电压测试。

具体结果如下：

结论：冷凝机组在线测试通讯端口存在较大的骚扰电压影响正常的通讯。

1.2 电磁干扰类型

电磁干扰大致分为传导干扰以及辐射干扰[2]，根据示波器通讯总线波形显示总线电压对地存在较大的电压干扰，且使用屏蔽线（辐射场干扰）该干扰未得到有效缓解，故此次干扰可判定为传导共模干扰。通过通讯线进行传导。

1.3 干扰源分析：

对冷凝机组风机、压缩机关停及控制在不同压缩机频率下观测通讯情况如下：

结论：干扰源与变频压缩机相关，均在启动后出现通讯中断。另外跟线上使用的变频电源及其他相关用电设备运行时引起的谐波干扰也有一定关系。

2、通讯干扰抑制及阻断

电磁干扰主要由三要素干扰源、传播途径，敏感设备组成，此次电磁干扰主要为共模干扰，通过通讯线形成共模电流进行传导，要完全切断电磁干扰影响，也需要从这几个要素下手进行改善。

2.1干扰源控制

2.1.1 压缩机本体以及驱动板设计优化，后续新品通讯端口在开发阶段加强把控，新增EMC通讯端口实验合格才能量产。

2.1.2 变频电源等输入设备，需要将变频电源输出的电源与接入产品的电源进行隔离，使干扰电流无法形成回路。优选三相隔离变压器进行隔离，但是目前搜到的三相变压器大多为220V或者380V专用的，无法满足线上宽电压调节使用方式。基于以上原因考虑引入滤波器进行电源滤波处理。

2.2阻断传播途径

此次干扰主要从通讯线进行传导，可通过以下方面进行改善：

2.2.1增加光耦隔离[3]，把产品的地与工装的地进行隔离，切断各地线之间干扰的传播路径。

2.2.2增加磁环抑制传播线路上的高频信号。

2.2.3各个系统信号共地，防止形成地环路的共模电流引入到通讯信号线上，从而抑制共模干扰。

2.3敏感设备（空调产品和测试工装）

测试工装增加电源隔离和光耦隔离以及空调产品通讯口增加隔离。

3、 措施验证

以下为在线测试工装改善工作的验证实验（引入光纤模块）：

3.1EMS实验

根据产品的标准在工装板通讯端口做EMS的EFT电快速瞬变脉冲群抗扰度测试具体结果如下：

实验结论：光纤模块与接磁环均可以起到一定改善作用，但针对特定频率（高频）的干扰，光纤模块抗干扰稍显不足，而磁环种类较多可以灵活搭配使用。针对100KHz的干扰后续引入相对低频的磁环或者电路上进行滤波设计进一步完善工装。

3.2样机验证

选取5P变频冷凝机组分别在不同线体进行不同情况下的工装改善验证：

试制商检房（不带变频电源）：

3线（带变频电源）：

3.3经生产验证，通讯线共地后，5P变频冷凝机已生产通过，采集的通讯数据数据稳定，已消除干扰影响，不存在通讯丢包的情况。

4、结论

根据实际的样机验证及生产验证情况观测，通讯共地是解决此类共模干扰最好的解决方案，共地可以消除两个系统之间的参考电位差，抑制共模干扰电流，保证通讯数据的一致性。

参考文献：

[1]李春光,常小明.平衡总线中共模干扰产生原因与解决方法分析.济源职业技术学院学报,2012-04

[2]任浩,陈浩,周俊.车载电压传感器共模干扰分析及抑制.电子设计工程,2020.06

[3]赵金奎.共模干扰和差模干扰及其抑制技术.电子质量.2006.05