Перейти к содержанию

LISN — эквивалент сети (line impedance stabilization network)

Помехи, которые устройство отдаёт в провода питания, зависят от импеданса источника: от аккумулятора, лабораторного блока питания и розетки получатся разные цифры. Чтобы измерения были повторяемыми, между источником и устройством ставят эквивалент сети — LISN.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

LISN (line impedance stabilization network, эквивалент сети) — цепь, которую включают между источником питания и испытуемым устройством при измерении кондуктивных помех. Она задаёт стандартный импеданс источника в измерительном диапазоне, отделяет устройство от шумов сети и подаёт шумовое напряжение на вход анализатора спектра или измерительного приёмника.

Что делает LISN

По руководству TI SLYY208 эквивалент сети:

  • задаёт стабильный калиброванный импеданс источника в нормируемом диапазоне частот;
  • развязывает испытуемое устройство и измерительный прибор от источника питания;
  • даёт безопасное подключение измерительного прибора;
  • позволяет измерять шум отдельно в каждом проводе (L и N или плюс и минус).

Как устроен

ЭлементЗначениеНазначение
Дроссель в каждом проводе50 мкГн (CISPR 16-1-2, ANSI C63.4) или 5 мкГн (CISPR 25)задаёт импеданс и не пускает шум источника
Конденсатор со стороны источника1 мкФзамыкает шум источника на землю
Измерительный выход0,1 мкФ, 1 кОм, нагрузка 50 Омвыделяет высокочастотную составляющую

Дроссель 50 мкГн соответствует индуктивности примерно 50 м сетевой проводки, 5 мкГн в автомобильном CISPR 25 — индуктивности жгута проводов. Импеданс со стороны устройства — (50 мкГн + 5 Ом) ∥ 50 Ом, и он зависит от частоты. Наш расчёт: около 33 Ом на 150 кГц, около 43 Ом на 300 кГц, 49 Ом на 1 МГц и практически 50 Ом выше, до 30 МГц. CISPR 16-1-2 допускает его отклонение не больше ±20 % по амплитуде и ±11,5° по фазе.

Важно для безопасности

Классический LISN рассчитан на сетевое оборудование и имеет сетевые разъёмы. TI в AN-2162 предупреждает: если его приспосабливают для DC-DC переходниками, их свободные концы при случайном подключении к сети окажутся под смертельным напряжением, а сеть, поданная на вход низковольтного преобразователя, его уничтожит. Переходники после работы убирают. Источником для измерений TI советует брать аккумулятор — он не добавляет помех, — но с последовательным предохранителем: ток короткого замыкания аккумулятора способен вызвать пожар. Как помехи возникают в преобразователе — в статье «Импульсные преобразователи», что измеряют дальше — в термине «Излучаемые помехи».

Частые вопросы

Почему без LISN измерение помех неповторяемо?

Напряжение помехи на входе устройства — это его шумовой ток, умноженный на импеданс источника. У аккумулятора, лабораторного блока и сети этот импеданс разный и меняется с частотой. LISN задаёт стандартную частотную зависимость импеданса — по нашему расчёту для схемы (50 мкГн + 5 Ом) ∥ 50 Ом около 33 Ом на 150 кГц и почти 50 Ом выше 1 МГц — и отделяет устройство от источника питания, поэтому результат зависит только от устройства.

Можно ли сделать LISN самому?

Для оценочных измерений на столе — да: схема по TI SLYY208 простая, это дроссель 50 мкГн на каждый провод, конденсаторы и выход 50 Ом с разделительным конденсатором 0,1 мкФ. Для сертификации нужен откалиброванный LISN: CISPR 16-1-2 допускает отклонение импеданса не больше ±20 % по амплитуде и ±11,5° по фазе.

Как не сжечь вход анализатора спектра?

Конденсатор 0,1 мкФ на выходе LISN не пропускает постоянное напряжение, но пропускает скачок при переключении питания или выбора провода. TI в AN-2162 советует перед каждым переключением отсоединять вход анализатора: ремонт входа дорог и долог.

Источники

  1. Texas Instruments. An Engineer's Guide to Low EMI in DC/DC Regulators, SLYY208 (2022) — гл. 1, рис. 3–4: LISN — П-образный фильтр между источником и испытуемым устройством; обеспечивает стабильный калиброванный импеданс источника, развязку от источника питания, безопасное подключение измерительного прибора и раздельное измерение шума в проводах L и N; CISPR 16-1-2 и ANSI C63.4 задают дроссель 50 мкГн (как у ~50 м сетевой проводки), CISPR 25 — 5 мкГн (как у автомобильного жгута); измерительный выход — конденсатор 0,1 мкФ, резистор разряда 1 кОм и нагрузка 50 Ом; импеданс (50 мкГн + 5 Ом) ∥ 50 Ом в диапазоне 150 кГц–30 МГц; допуск по CISPR 16-1-2 ±20 % по амплитуде и ±11,5° по фазе
  2. Texas Instruments. AN-2162 Simple Success With Conducted EMI From DC-DC Converters, SNVA489C (November 2011, revised April 2013) — разд. 6: LISN включают последовательно в провода питания испытуемого преобразователя; он задаёт постоянный импеданс источника и измерения и делает результаты повторяемыми; используется и для синфазных, и для дифференциальных измерений; переключатель выбирает провод; конденсатор 0,1 мкФ отделяет постоянное напряжение от входа анализатора, но пропускает скачок при переключении — перед любым переключением вход анализатора советуют отключать; полоса измерений до 30 МГц; Caution — сетевой LISN для DC-измерений переделывают переходниками, свободные концы которых при подключении к сети несут смертельное напряжение, а сеть на входе DC-DC приведёт к катастрофе; источник — аккумулятор, обязательно с последовательным предохранителем

Нашли ошибку?

Смотрите также