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“欣锐杯”电磁兼容设计竞赛决赛测试评分细则

测试评分细则:


1. 评分规则

参赛作品须满足所有基础技术要求方可获得基础分。若作品达到选测项要求超过基础技术要求,将在基础分的基础上予以加分。若不满足基础技术要求,将在基础分的基础上予以扣分,单相基础分扣完为止。最终得分将四舍五入至小数点后一位。分项总分合计为测试总分,测试总分占比80%,PPT答辩专家组打分占比20%,测试分与专家组打分之和为比赛总分。


2. 测试检查

测试前对样机拍照、测量尺寸、PCB板检查。每参赛队先进行电气指标测试,再进行噪声指标测试。


3. PCB板检查

PCB为4层板K1=80分,2层板K1=90分,单层板K1=100分,超过4层板,每增加2层扣20分,下限0分。

参赛选手应提交与参赛作品中电路板同一批次的PCB文件,并提供PCB制图软件中三维图尺寸标注图片作为体积测量参考。


4. 作品体积

如果有外接开关电源,EMI滤波器与外接电源作为整体评估。

EMI滤波器

长(cm)

宽(cm)

高(cm)

体积(cm3)

得分




A1=长*宽*高

B1= (80 +(250cm3×95%-A1) ×100 /250 cm3)

0≤B1≤100,四舍五入取整

滤波器基准体积250cm3,当体积为基准体积95%时,可得基础分80分。体积每减小基准体1%加1分,每增加准体积1%扣1分,得分范围限制在0分(超过基准体积175%)~100分(小于基准体积75%)

测量设备:游标卡尺和三角尺。

将待测滤波器(EUT)放置于水平桌面上,用游标卡尺或三角尺测试样品的最长长度、最宽宽度、最高高度,记录数据。


5. 电气性能

全程测试不断电进行,过程中除非测试条件的工况改变,否则不能对作品进行任何操作。若测试过程中出现作品失效,允许进行一次作品维修和更换,更换作品之后所有数据重新测试。

测试流程:先打开接入信号端口的12V电源,再接入电网220VAC,样机输出400VDC即为正常工作,直流侧带电阻负载,使输出功率达3.3kW。等待系统稳定运行10分钟后记录被测作品的各项参数。

5.1 EMI滤波器转换效率

在额定工况下测量EMI滤波器转换效率。

工况:400VDC@3.3kW

效率(%)

得分

A2

B2=80-(94%-A2) ×100×10

0≤B2≤100,四舍五入取整

滤波器基准效率94%,当测试效率为基准效率时,可得基础分80分。效率每少1个百分点扣10分,每多1个百分点加10分,得分范围限制在0分(小于86%)~100分(大于96%)。

按图1测试连线,待OBC样机稳态工作3分钟后,记录输入功率、输出电压和输出电流,计算得出待测滤波器和OBC总体效率。

5.2 功率因数

在额定工况下测量EMI滤波器网侧功率因数。

工况:400VDC@3.3kW

功率因数(0.01)

得分

A4

B4=80 -(0.93-A4) ×100

0≤B4≤100

基准功率因数0.93,当测试功率因数为基准功率因数时,可得基础分80分。功率因数每减少0.01扣1分,每增加0.01加1分,得分范围限制在0分~100分。

按图1测试连线,记录电能质量分析仪测量到的功率因数和电流THD。

 电磁兼容竞赛测试图1.png

图1 电气指标测试连线图

5.3 对地漏电流

测试待测EMI滤波器和OBC的总体原副边漏电流。由于漏电流测试需要施加绝缘高压,可能会导致待测样机的损坏,因此放到最后的测试环节。

工况:400VDC@3.3kW

漏电流(mA)

得分

A3

B3=80 +(QUOTIENT((10mA-A3)/5mA)+ sgn(10mA-A3) ×1)×10

0≤B3≤100

商取整函数QUOTIENT ( )和符号函数sgn( ),漏电流值对应的分数情况

0mA<A3<5mA时, QUOTIENT ( )=1sgn( )=1,加20分;

5mA<A3<10mA时, QUOTIENT ( )=0,sgn( )=1,加10分;

10mA<A3<15mA时, QUOTIENT ( )=0,sgn( )= -1,扣10分;

15mA<A3<20mA时, QUOTIENT ( )= -1,sgn( )= -1,扣20分;

20mA<A3<25mA时, QUOTIENT ( )= -2,sgn( )= -1,扣30分。

测试连线图如图2所示。

电磁兼容竞赛测试图2.png 

图2 对地漏电流测试连线图

测试步骤:

首先待测滤波器和开关电源先连接好,开关电源的输出正极和输出负极短接后与绝缘耐压测试仪的负极相连,再将待测滤波器的火线零线短接后连接至绝缘耐压测试仪的正极。

然后,施加3600VAC高压到待测滤波器和开关电源测试绝缘耐压能力,测试时间为1分钟,同时记录漏电流大小。

5.4 电磁兼容性能

在额定工况、背景噪声<6dB条件下测量传导干扰平均值、准峰值,满足GB/T9254标准等级B限值,限值幅频曲线如图3所示,B限值的平均值记为BLimitA、准峰值记为BLimitQ

电磁兼容竞赛测试图3.png 

图3 电磁兼容GB/T9254标准等级B限值曲线 

项目

L线总电磁噪声

N线总电磁噪声


准峰值QP

A5

A7


B5=80+ max(BLimitQ-A5)×2

0≤B5≤100

B7=80+ max(BLimitQ -A7)×2

0≤B7≤100


平均值AV

A6

A8


B6=80+ max(BLimitA-A6)×2

0≤B6≤100

B8=80+ max(BLimitA -A8)×2

0≤B8≤100


条件

满载功率 3.3kW±0.1kW


OBC不工作时的背景噪声<6dB


分数合计

C1=(B5+B6)/2

C2=(B7+B8)/2

分别测试L线、N线的共模、差模传导噪声,max( )为测量值偏离限值的最大值,带符号数,四舍五入为整数。当测量最大值在限值曲线上时,可得基础分80分。每上升1dB扣2分,每下降1dB加2分。每项得分范围限制在0分~100分。

总噪声测试连线图如图4所示。

电磁兼容竞赛测试图5.png 

图4 噪声指标测试连线图

测试步骤:

首先用上位机操控接收机进行底噪扫描,当确认低于法规限值6dB后,才能开始EMI测试。

然后上电确认OBC样机进入稳态工作状态后,开始测试火线L和零线N的传导骚扰,标记最大值、5个频点和余量。    


6. 零分项

(1) 参赛作品未自制或使面包板,得分系数E1=0。

(2) PCB板接入后,不能让OBC在额定工况下正常运行,或影响测试仪器正常工作,得分系数E2=0。


7. 加分项

7.1 THD测试

额定工况下,网侧电流THD≤ 3%,得分D1=20,否则D1=0。

7.2 稳定性测试

EMI滤波器稳定运行时间10分钟后测试噪声,EMI噪声增加量ΔATT:

ΔATT在±3dB以内,得分D2=80;

3dB<ΔATT<6dB时,D2=70;

6dB≤ΔATT<10dB时,D2=60;

10dB≤ΔATT时,D2=40。


8. 测试环境

OBC样机不工作时的背景噪声<6dB。

OBC样机运行工况:3.3kW±0.1kW@400VDC, 220VAC。

决赛测试现场搭建一个电气指标测试平台(用于测试转换效率、漏电流、功率因数和THD)和一个噪声指标测试平台,示意图分别如图2和图3所示。测试组提供OBC样机,2套备用设备(主要是EMI接收机和连接线缆)。现场不提供调试所需的焊接等设备,需要参赛队伍自带。

参赛队的EMI滤波器作品位置照片如图4所示,滤波器到插座线束长度/截面积90cm/4mm2,端子内径4mm。测试平台设备清单如表1所示。

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图4 参赛作品测试时放置位置

表1 测试平台的设备清单

设备名称

规格

型号

数量

示波器

4通道200MHz以上


1台

隔离差分探头

1500V,50MHZ


2个

电流探头

150A,10MHz


2个

漏电流测试仪

AC 0~100mA, 1%

美瑞克或日置

1个

功率分析仪

4通道

横河或日置

1台

手持式万用表


Fulk

2台

OBC样机


欣锐

1台

程控交流电源

10kW

0~300Vac

1台

高压电子负载

10kW

600Vdc输出

1台

电磁兼容测试系统

EMI接收机、LISIN


1套

接插件

滤波器输入输出接线端子

OBC输出接线端子


若干

9. 总

分S=[(K1+B1+B2+B3+B4+C1+C2+D1+D2)/9]*E1*E2*80%+PPT答辩专家组打分*20%。

注:本评分细则的最终解释权归大赛组委会所有。