一种大电流注入装置、电磁兼容性测试系统及测试方法与流程

本发明涉及电磁兼容性测试，更具体地，涉及一种大电流注入装置、电磁兼容性测试系统及测试方法。

背景技术：

1、电磁兼容性(emc)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。emc设计与emc测试是相辅相成的，emc设计的好坏是要通过emc测试来衡量的。只有在产品的emc设计和研制的全过程中，进行emc的相容性预测和评估，才能及早发现可能存在的电磁干扰，并采取必要的抑制和防护措施，从而确保系统的电磁兼容性。否则，当产品定型或系统建成后再发现不兼容的问题，则需在人力、物力上花很大的代价去修改设计或采用补救的措施。因此，在进行产品的emc设计和研制过程中，对产品进行emc测试尤为重要。

2、emc测试需要进行传导和辐射敏感度的测试，目前，常用的传导和辐射敏感度测试方法为强电流注入技术，该技术是在基于向导线上直接注入干扰电流可以与用发射天线辐射的电磁波在导线上产生的感应电流等效的基础上，用直接注入干扰电流的方法代替用发射天线辐射电磁波对被测设备(eut)进行敏感度测量，用这种方法来模拟电缆束在自由场照射下产生的电磁干扰，考核系统抗电磁干扰的能力测试方法。

3、大电流注入(bci)技术在emc问题诊断和加固技术评价领域得到广泛应用，成为一种非常有效的emc测试工具。bci技术解决了传统的辐射敏感度测试可重复性差，难以模拟真实情况的问题，还大大降低了对辐射源的功率和宽频带放大器的要求，减少了大功率辐射对人员及环境的电磁危害。

4、现有技术提出了一种大功率高线性度的电流注入探头，从选择性能良好的铁氧体材料，优化缠绕线圈以及改变磁芯与外壳结构等方面进行改进，使其能够满足大电流注入等效强场电磁辐射效应试验的技术需求。该方案的缺陷是，采用的是空间耦合式的电流注入探头，通过磁场耦合到待测线缆束上。这种电流注入的方式一般需要大功率的信号源，并配合功率放大器对线缆进行电流注入，所使用的仪器设备成本高，测试的稳定性较差，对探头磁芯要求高。

5、为此，结合以上需求和现有技术缺陷，本申请提出了一种大电流注入装置、电磁兼容性测试系统及测试方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种大电流注入装置、电磁兼容性测试系统及测试方法，通过直接在线缆上注入敏感度试验所需的干扰电流来提高提高能量的利用效率和干扰信号的稳定性，减小了环境因素对测试的影响，能够提高电流注入的效率，降低测试系统的建造成本。

2、本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供了一种大电流注入装置，包括有：信号发生器、滤波器组和注入探头；所述信号发生器连接至所述滤波器组，所述滤波器组连接至所述注入探头，所述注入探头通过测试夹具连接至待测线缆。

4、需要说明的是，所述信号发生器输出的电流信号经滤波器组滤波后通过注入探头输入至待测线缆。

5、进一步地，所述注入探头的一端为导电金属尖端，另一端通过内部导线连接至所述滤波器组，在所述注入探头的外表面设置有绝缘层。

6、进一步的，所述滤波器组为集成化的带通滤波器组，包括有频率提取模块和n个不同频点的滤波器，所述滤波器组的第一端口连接至所述信号发生器，所述滤波器组的第二端口连接至所述注入探头，所述频率提取模块接收信号发生器输出的电流信号，提取不同频率的接收电流信号分别输入至对应频点的滤波器。

7、进一步地，第i组滤波器包括有电感li和电容ci，其中，i∈[1,2,...,n]；所述滤波器组的第一端口分别连接至滤波器组的第二端口、电感li的一端和电容ci的一端，所述电感li和电容ci的另一端均接地。

8、需要说明的是，所述滤波器组根据注入干扰电流的频率自适应地切换滤波器的相关参数，所述相关参数包括电感li和电容ci的取值。

9、进一步地，所述测试夹具包括有：第一夹具、第二夹具；所述第一夹具和第二夹具转动连接，能够完成开口和闭合；所述第一夹具和第二夹具内部均设置有凹槽，所述第一夹具和第二夹具闭合后形成通孔；所述第一夹具靠近转动连接部的一侧设置有注入探头接口，所述注入探头的金属尖端与所述注入探头接口相配合，在所述第一夹具的顶面设置有若干拨片开关，在所述第一夹具的凹槽处设置有与所述拨片开关和所述注入探头接口相连接的导电金属刀片。

10、进一步地，所述第一夹具、第二夹具和拨片开关均采用绝缘材料。

11、本发明第二方面提供了一种电磁兼容性测试设备，该设备采用了所述的一种大电流注入装置，包括有：电源、上位机、大电流注入装置、监测装置、线路阻抗稳定网络和待测线缆；所述电源经线路阻抗稳定网络连接至待测线缆，所述上位机分别连接通过大电流注入装置和监测装置连接至待测线缆。

12、进一步地，所述监测装置包括有：监测探头和频谱仪，所述监测探头连接至所述待测线缆，获取待测线缆中的干扰电流并输入至所述频谱仪，所述频谱仪输出分析结果至所述上位机，上位机根据分析结果输出控制信号至大电流注入装置的信号发生器，经滤波器组和注入探头输入至待测线缆。

13、进一步地，所述监测探头为环形监测探头。

14、本发明第三方面提供了一种电磁兼容性测试方法，该方法用于所述的一种电磁兼容性测试设备，本方法包括以下步骤：

15、s1、根据测试需求在待测线缆上搭建电磁兼容性测试设备。

16、s2、根据预设的电流档位获取干扰电流，经大电流注入装置输入至所述待测线缆。

17、s3、通过监测装置获取待测线缆的实时干扰电流并根据预设的电流限值或功率限值反馈信号至上位机。

18、s4、上位机控制信号发生器的输出功率，直至测试链路达到电流限值或功率限值。

19、s5、在预设的电流保持时间内获取待测线缆的状态，判断是否出现敏感现象，若是，记录敏感现象及对应的频率；否则，根据测试需求更改测试频率，切换滤波器，返回步骤s1。

20、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

21、本发明提供了一种大电流注入装置、电磁兼容性测试系统及测试方法，借助大电流注入装置能够解决电磁兼容抗扰度测试项目中的干扰源能量通过空间传递效率较低，依赖功率放大器来增大干扰源的信号强度的问题，提高了能量的利用效率和干扰信号的稳定性，减小了环境因素对测试的影响，降低了对设备的要求，极大的降低测试设备建造和采购成本。

技术特征：

1.一种大电流注入装置，其特征在于，包括有：信号发生器、滤波器组和注入探头；所述信号发生器连接至所述滤波器组，所述滤波器组连接至所述注入探头，所述注入探头通过测试夹具连接至待测线缆。

2.根据权利要求1所述的一种大电流注入装置，其特征在于，所述注入探头的一端为导电金属尖端，另一端通过内部导线连接至所述滤波器组，在所述注入探头的外表面设置有绝缘层。

3.根据权利要求2所述的一种大电流注入装置，其特征在于，所述滤波器组为集成化的带通滤波器组，包括有频率提取模块和n个不同频点的滤波器，所述滤波器组的第一端口连接至所述信号发生器，所述滤波器组的第二端口连接至所述注入探头，所述频率提取模块接收信号发生器输出的电流信号，提取不同频率的接收电流信号分别输入至对应频点的滤波器。

4.根据权利要求3所述的一种大电流注入装置，其特征在于，第i组滤波器包括有电感li和电容ci，其中，i∈[1,2,...,n]；所述滤波器组的第一端口分别连接至滤波器组的第二端口、电感li的一端和电容ci的一端，所述电感li和电容ci的另一端均接地。

5.根据权利要求4所述的一种大电流注入装置，其特征在于，所述测试夹具包括有：第一夹具(1)、第二夹具(2)；所述第一夹具(1)和第二夹具(2)转动连接，能够完成开口和闭合；所述第一夹具(1)和第二夹具(2)内部均设置有的凹槽，所述第一夹具(1)和第二夹具(2)闭合后形成通孔；所述第一夹具(1)靠近转动连接部的一侧设置有注入探头接口，所述注入探头的金属尖端与所述注入探头接口相配合，在所述第一夹具(1)的顶面设置有若干拨片开关(3)，在所述第一夹具(1)的凹槽处设置有与所述拨片开关(3)和所述注入探头接口相连接的金属刀片(4)。

6.根据权利要求5所述的一种大电流注入装置，其特征在于，所述第一夹具(1)、第二夹具(2)和拨片开关(3)均采用绝缘材料，所述金属刀片(4)和所述注入探头接口均采用导电材料。

7.一种电磁兼容性测试设备，该设备采用了如权利要求1-6任一项所述的一种大电流注入装置，其特征在于，包括有：电源、上位机、大电流注入装置、监测装置、线路阻抗稳定网络和待测线缆；所述电源经线路阻抗稳定网络连接至待测线缆，所述上位机分别连接通过大电流注入装置和监测装置连接至待测线缆。

8.根据权利要求7所述的一种电磁兼容性测试设备，其特征在于，所述监测装置包括有：监测探头和频谱仪，所述监测探头连接至所述待测线缆，获取待测线缆中的干扰电流并输入至所述频谱仪，所述频谱仪输出分析结果至所述上位机，上位机根据分析结果输出控制信号至大电流注入装置的信号发生器，经滤波器组和注入探头输入至待测线缆。

9.根据权利要求8所述的一种电磁兼容性测试设备，其特征在于，所述监测探头为环形监测探头。

10.一种电磁兼容性测试方法，该方法用于权利要求7-9任一项所述的一种电磁兼容性测试设备，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种大电流注入装置、电磁兼容性测试设备及测试方法，其中，一种大电流注入装置包括有：信号发生器、滤波器组和注入探头；所述信号发生器输出电流信号经滤波器组滤波后通过注入探头输入至待测线缆，所述注入探头通过测试夹具连接至所述待测线缆。本申请与传统技术相比，借助大电流注入装置能够解决电磁兼容抗扰度测试项目中的干扰源能量通过空间传递效率较低，依赖功率放大器来增大干扰源的信号强度的问题，提高了能量的利用效率和干扰信号的稳定性，减小了环境因素对测试的影响，降低了对设备的要求，极大的降低测试设备建造和采购成本。

技术研发人员：罗辉生,王学佳,阮鹏
受保护的技术使用者：广电计量检测（武汉）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21