ตัวกรองพลังงานเป็นส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยมีหน้าที่หลักในการกรองสัญญาณพลังงานขาเข้าเพื่อขจัดสัญญาณรบกวนและสัญญาณแทรกแซงอื่นๆ ทำให้ได้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับที่เสถียรและราบรื่น เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้ตามปกติ ตัวกรองพลังงานมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์ที่ต้องการความเสถียรของสัญญาณ ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย
นอกเหนือจากหน้าที่และบทบาทหลักที่กล่าวมาข้างต้น ตัวกรองพลังงานยังสามารถทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:
ดังนั้น จะทดสอบประสิทธิภาพของตัวกรองพลังงานได้อย่างไร?
กระแสไฟรั่วหมายถึงกระแสที่ไหลระหว่างสายเฟส สายกลาง และตัวเครื่องกรอง (สายดิน) ภายใต้แรงดันไฟฟ้า 250VAC โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับค่าของตัวเก็บประจุลงดิน (ตัวเก็บประจุโหมดทั่วไป) ตัวเก็บประจุโหมดทั่วไป CY ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นสามารถปรับปรุงการสูญเสียการแทรกได้ แต่อาจส่งผลให้กระแสไฟรั่วสูงขึ้น
เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของตัวกรองพลังงาน รวมถึงความปลอดภัยของอุปกรณ์และบุคลากร จะต้องทำการทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนได้ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนได้จะดำเนินการภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง หากประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าทนได้ของตัวเก็บประจุ CX ไม่ดี อาจเกิดการพังทลายเมื่อเกิดแรงดันไฟกระชากสูงสุด แม้ว่าการพังทลายอาจไม่เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคล แต่ก็อาจทำให้ตัวกรองสูญเสียการทำงานหรือประสิทธิภาพ
เมื่อใช้ตัวกรองพลังงาน EMI สิ่งที่สำคัญที่สุดที่ต้องพิจารณาคือค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่กำหนด ประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าทนได้ และกระแสไฟรั่ว การประเมินประสิทธิภาพหลักของตัวกรองคือประสิทธิภาพการสูญเสียการแทรก
ความสามารถของตัวกรองพลังงาน EMI ในการปราบปรามสัญญาณรบกวนจากสัญญาณแทรกแซงวัดโดยใช้ Insertion Loss (I.L.) การสูญเสียการแทรกถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของกำลังไฟ P1 ที่ส่งจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนไปยังโหลดโดยไม่มีตัวกรองเชื่อมต่อกับกำลังไฟ P2 ที่ส่งจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนไปยังโหลดโดยมีตัวกรองเชื่อมต่อ แสดงเป็นเดซิเบล (dB)
เนื่องจากการทดสอบ EMC มีความซับซ้อนมากขึ้นและปริมาณงานเพิ่มขึ้น ความต้องการอุปกรณ์ทดสอบในแง่ของฟังก์ชันการทำงาน ประสิทธิภาพ ความเร็วในการทดสอบ และความแม่นยำก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การทดสอบด้วยตนเองแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้มากขึ้น มาตรฐานแห่งชาติ (GB) และมาตรฐานทางทหารแห่งชาติ (GJB) ต่างก็ต้องการให้การทดสอบ EMC เป็นแบบอัตโนมัติ โดยมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการประมวลผลข้อมูลหลังการประมวลผล ดังนั้น การพัฒนาการทดสอบอัตโนมัติ EMC จึงมีความจำเป็น ระบบทดสอบอัตโนมัติที่จัดตั้งขึ้นในบทความนี้ใช้เทคโนโลยีเครื่องมือเสมือนจริงและอิงตามแหล่งสัญญาณและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อทดสอบการสูญเสียการแทรกของตัวกรองพลังงาน EMI
ตัวกรองพลังงานเป็นส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยมีหน้าที่หลักในการกรองสัญญาณพลังงานขาเข้าเพื่อขจัดสัญญาณรบกวนและสัญญาณแทรกแซงอื่นๆ ทำให้ได้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับที่เสถียรและราบรื่น เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้ตามปกติ ตัวกรองพลังงานมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์ที่ต้องการความเสถียรของสัญญาณ ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย
นอกเหนือจากหน้าที่และบทบาทหลักที่กล่าวมาข้างต้น ตัวกรองพลังงานยังสามารถทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:
ดังนั้น จะทดสอบประสิทธิภาพของตัวกรองพลังงานได้อย่างไร?
กระแสไฟรั่วหมายถึงกระแสที่ไหลระหว่างสายเฟส สายกลาง และตัวเครื่องกรอง (สายดิน) ภายใต้แรงดันไฟฟ้า 250VAC โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับค่าของตัวเก็บประจุลงดิน (ตัวเก็บประจุโหมดทั่วไป) ตัวเก็บประจุโหมดทั่วไป CY ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นสามารถปรับปรุงการสูญเสียการแทรกได้ แต่อาจส่งผลให้กระแสไฟรั่วสูงขึ้น
เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของตัวกรองพลังงาน รวมถึงความปลอดภัยของอุปกรณ์และบุคลากร จะต้องทำการทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนได้ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนได้จะดำเนินการภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง หากประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าทนได้ของตัวเก็บประจุ CX ไม่ดี อาจเกิดการพังทลายเมื่อเกิดแรงดันไฟกระชากสูงสุด แม้ว่าการพังทลายอาจไม่เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคล แต่ก็อาจทำให้ตัวกรองสูญเสียการทำงานหรือประสิทธิภาพ
เมื่อใช้ตัวกรองพลังงาน EMI สิ่งที่สำคัญที่สุดที่ต้องพิจารณาคือค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่กำหนด ประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าทนได้ และกระแสไฟรั่ว การประเมินประสิทธิภาพหลักของตัวกรองคือประสิทธิภาพการสูญเสียการแทรก
ความสามารถของตัวกรองพลังงาน EMI ในการปราบปรามสัญญาณรบกวนจากสัญญาณแทรกแซงวัดโดยใช้ Insertion Loss (I.L.) การสูญเสียการแทรกถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของกำลังไฟ P1 ที่ส่งจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนไปยังโหลดโดยไม่มีตัวกรองเชื่อมต่อกับกำลังไฟ P2 ที่ส่งจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนไปยังโหลดโดยมีตัวกรองเชื่อมต่อ แสดงเป็นเดซิเบล (dB)
เนื่องจากการทดสอบ EMC มีความซับซ้อนมากขึ้นและปริมาณงานเพิ่มขึ้น ความต้องการอุปกรณ์ทดสอบในแง่ของฟังก์ชันการทำงาน ประสิทธิภาพ ความเร็วในการทดสอบ และความแม่นยำก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การทดสอบด้วยตนเองแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้มากขึ้น มาตรฐานแห่งชาติ (GB) และมาตรฐานทางทหารแห่งชาติ (GJB) ต่างก็ต้องการให้การทดสอบ EMC เป็นแบบอัตโนมัติ โดยมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการประมวลผลข้อมูลหลังการประมวลผล ดังนั้น การพัฒนาการทดสอบอัตโนมัติ EMC จึงมีความจำเป็น ระบบทดสอบอัตโนมัติที่จัดตั้งขึ้นในบทความนี้ใช้เทคโนโลยีเครื่องมือเสมือนจริงและอิงตามแหล่งสัญญาณและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อทดสอบการสูญเสียการแทรกของตัวกรองพลังงาน EMI
