USB快充适配器 第2部分：共模噪声技术规范

3USB快充适配器第2部分：共模噪声技术规范本文件规定了给带触摸屏的移动终端供电的USB快充适配器共模噪声的术语和定义、性能要求、试验方法、检验规则等。本文件适用于信息技术、音视频设备、通信终端设备供电的USB快充适配器，如：计算机及外围设备、电子书、显示器、手机等设备用充电器适配器电源。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。Part1-1:RadiodisturbanceandimPart1-2:Radiodisturbancean3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。USB快充适配器USBfastchargingadapter将交流电网电压转换为直流电压，通过USB接口与用电设备相连接，使用时可通过握手协议等方式实现输出电压或电流可调，从而对用电设备实现快速充电的电源产品。共模噪声commonmodenoise共模噪声又称为非对称噪声或线路对地的噪声，在本文中，共模噪声是指同时出现在快速充电器输出线与大地之间的电气信号。4符号、代号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。EUT:被测试设备(EquipmentUnderTest)USB:通用串行总线(UniversalSerialBus)PWM:脉冲宽度调制(PulseWidthModulation)45限值要求本文件所涉及的共模噪声，是指USB快充适配器在给用电设备充电时，在用电设备供电端口产生对大地的高频电压信号。其产生原理详细可见附录A。当USB快充适配器在给用电设备充电时，因快充适配器、用电设备和大地之间存在寄生电容，会有一部分高频高压信号在USB快充适配器输出端、用电设备以及他们与大地之间的寄生电容所形成回路之间流动，产生高频电流。严重的高频电流在用电设备端产生的共模噪声电压会影响用电设备的正常工作，本文件制定了USB快充适配器的共模噪声电压限值以及测试方法。USB快充适配器的共模噪声可通过电压法和频谱法两种方法进行测量，两种方法测量的共模噪声电压限值应分别满足表1和表2的要求。表1电压法共模噪声限值频段范围峰-峰值限值V50Hz或60Hz2表2频谱法共模噪声限值级别频段范围限值1级50Hz或60Hz峰-峰值<85V2级50Hz或60Hz峰-峰值<95V6实验室试验的布置6.1试验环境的要求试验场地应做到能区分来自EUT的骚扰和环境噪声。实验室的地面应设置接地参考平面。接地参考平面是一种最小厚度为0.25mm的铜或1mm的铝的金属板，其他金属材料虽可使用但至少要有1mm的厚度。接地参考平面每边至少伸出受试设备0.5m。应始终遵守国家有关安全规程的规定。6.2测量布置的要求为了模拟移动终端的等效容性负载，在充电器的输出负端接一个规格为(100±1)mm×(60±1)mm×(12±1)mm的导电金属盒子。EUT及其电缆线，负载以及模拟的容性负载应被放置在30cm高的绝缘支撑物上，并且离周围的金属构件至少30cm。应使用尽可能短的导体将AMN的参考接地点连接到接地平板上。EUT的输出线应无感摆放，EUT至负载的最大投影距离线线号为22AWG,长度应为1.2m。EUT应在满载工作条件下进行测试，应选用标称功率是实际功率5倍以上的水泥电阻负载。图1为电压法试验布置的示意图，图2为频谱法试验布置的示意图，供参考。试验布置的规定以文字叙述为主。标引序号说明：1——隔离变压器；2——AMN(人工电源网络);3——EUT(快充适配器);4——水泥负载；5——模拟容性负载；6——示波器探头；7——参考接地板。图1电压法试验布置示意图标引序号说明：1——隔离变压器；2——AMN(人工电源网络);3——EUT(快充适配器);4——水泥负载；5——模拟容性负载；7——参考接地板。图2频谱法试验布置示意图67检测方法7.1电压法测试7.1.1示波器的要求示波器需满足如下要求：b)采样率：2GS/s。7.1.2示波器探头的要求示波器探头需满足如下要求：b)衰减：10倍；7.1.3人工电源网络的要求符合CISPR16-1-2的要求，同时射频输出端口需端接50Q阻抗。7.1.4隔离变压器的要求推荐采用1:1的隔离变压器。7.1.5测试步骤共模噪声电压法可按如下步骤进行测试：a)将EUT按照图1布置要求进行摆放。b)将隔离变压器输出的其中一极接参考接地板。c)设置示波器，以看到图3所示工频共模噪声波形，判定工频的峰-峰值是否满足限值要求。d)如果工频波形满足限值要求，需要肉眼检查判定工频波形叠加的高频噪声峰峰值较高的部分，如图3中画圈部分所示，然后依次展开。e)展开后的波形，对于脉冲宽度小于或等于250ns的尖峰可忽略，如图4所示。f)对于脉冲宽度大于250ns的波形，则测量共模噪声时，需包括该电平幅值，如图5所示。87.1.6测试记录a)将EUT按照图2布置要求进行摆放。b)将隔离变压器输出的其中一极接参考接地板。97.2.6测试记录8测量不确定度算出测量仪器或测量系统中有关设备的不确定度。测试报告中应同时给出测量结果和计算出的不确定(资料性)共模噪声产生原理介绍A.1触控屏的工作原理介绍主流的手机、平板电脑等智能产品的触摸屏主要为电容式触摸屏。其触控工作原理主要是利用人体拥有大量电解质，在特定情况下可以安全地传导微弱的电流。电容式触摸屏幕的触控电路能产生50KHz～500KHz的高频电流。当用户触摸屏幕时，由于人体通过手指和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导通的，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置，从而实现触控目的。图A.1为电容触控屏工作原理示意图。图A.1电容触控屏工作原理示意图A.2智能设备充电状态模型为手机、平板等智能设备供电的快充适配器，通常采用无接地线的两个脚输入、反激拓扑、无Y电容的解决方案。一般的，这类快充适配器的开关频率在80KHz左右。当开关电源给智能设备充电时，开关电源首先通过整流桥及滤波电容将50Hz的输入交流电整流滤波为300V左右的高电压，然后，高压电被PWM信号驱动的开关器件调制成80KHz左右的高频高电压脉冲。由于变压器初次极之间形成的寄生电容，如图A.2中C1,高频高电压脉冲被C1传导至输出端，并通过输出线缆传导至手机等智能设备。此时，因手机等智能设备与大地形成电容，如图A.2的寄生电容C2的容量一般很小，阻抗很大，所以人手不操作触摸屏幕时，开关电源的高压高频干扰仅仅形成了对地的共模电压，所产生的干扰电流非常小，还不足以影响触摸屏的工作。当然，智能设备的抗干扰能力也是影响触控性能的关键因素。有些智能设备在充电时，即使无人触摸，也会自行产生触控动作，犹如有无形的幽灵