通信電源電磁兼容性分析與測試

2019-11-03 09:55:34

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馬曉慶謝鳴中國計量科學研究院　　摘要：針對近年來通信和廣播電視等行業使用的高頻開關電源，不間斷電源電磁兼容性能所出現的一些帶有普遍性的問題作了研究分析，重點講座了引起傳導騷擾電壓和輻射騷擾場強超出限值的幾種因素。建議電源生產廠家在產品的研發階段對電磁兼容性予以足夠的重視，并采取相應的技術措施，使產品定型生產后盡可能不出現電磁兼容性問題，避免重新設計整改所造成的損失。同時，簡要介紹了與高頻開關電源和不間斷電源相關的國內外電磁兼容標準，對其中的一些重要內容以表格的形式逐項列出，并給出部分通信電源騷擾電壓和輻射騷擾場強的測試結果。

　　關鍵詞：電磁兼容傳導騷擾電壓輻射騷擾場強抗擾性靜電放電電快速瞬變脈沖群浪涌（沖擊）

　　1 引言

　　為保證通信設備穩定可靠工作，電源在現代通信系統中的作用愈來愈重要。為此，國內外通信電源研發和制造者作出了積極努力，各種通信電源不斷涌現，且趨向智能化，小型化、低功耗、高效率、長壽命，以滿足通信和信息產業發展的需要。近年來，國內開始對通信電源的電磁兼容性提出一定要求，而歐美等工業發達國家已于90年代初期開始強制對電子產品及電氣設備進行電磁兼容性能檢測和改進，以減少電磁環境污染，保證電子設備正?？煽窟\轉，保護人類良好生態環境。我國于80年代中期開始建立軍用電磁兼容的測試手段，制定了相應標準。隨著民用電子工業、信息產業的迅猛發展，為適應國際市場要求，90年代我國民用電磁兼容檢測機構應運而生。到目前已基本建立了能適應國內外需求，滿足不同行業技術標準要求的檢測手段，為提高我國電子產品電磁兼容性能奠定了良好基礎。通信電源作為通信電子產品的重要分支，其電磁兼容性能已引起國內外同行廣泛關注，我國也制定了相應的技術標準。通信電源廣泛用于通信網絡，為保證通信設備、廣播電視等系統可靠運行，提高通信電源的電磁兼容性能勢在必行。

　　2 通信電源電磁兼容標準及限值

　　我國通信電源執行的電磁兼容標準基本參照了IEC61000系列、EN55022、EN50091-2：1996等國際和歐洲標準。

　　我國對通信電源電磁兼容執行的標準有：

　　GB9254-1998“信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法”

　　YD/T983-1998“通信電源設備電磁兼容性限值及測量方法”

　　GB/T14745-93“信息技術設備不間斷電源通用技術條件”

　　標準主要技術要求及限值見表1、表2、表3、表4。

　　說明：國內外標準對高頻開關電源、電磁兼容性的抗擾度及傳導和輻射騷擾均給出了明確的技術要求和限制。對UPS不間斷電源，目前我國的國標僅對小型UPS提出傳導和輻射騷擾電壓限值，抗擾度等級和判定準則尚未明確規定。

　　近年來進口的國外大、中型UPS不間斷電源在國外電磁兼容檢測機構測試時執行的是EN50091-2:1995歐洲標準，在我國新的國標未制定之前，參照國際或歐洲標準進行檢測是可行的，對大型（額定輸出電流大于400A）UPS輻射騷擾場強技術要求和限值，歐洲EN標準正在做進一步的研討修定，如提出采用30m距離法給定測量結果等，傳導騷擾的限值也正在考慮中。

　　測試中，UPS的工作狀態應滿足下列條件：

　?。?）額定輸入電壓；

　　（2）普通操作模式；

　　（3）額定輸出功率的線性負載。

　　靜電放電抗擾度測試

　　依據標準：IEC 801-2:1991

　　最低要求：3級

　　判定準則：B類

　　射頻電磁場抗擾度測試

　　依據標準：IEC 801-3:1984

　　最低要求：2級

　　判定準則：A類

　　電快速瞬變脈沖群抗擾度測試

　　依據標準：IEC 801-4:1988

　　最低要求：2級

　　判定準則：A類

　　這項測試應該在所有電源線和長度超過3m的電池連接線上進行；對于I/O信號和控制信號電纜的測試電平要被2除。測試應使用耦合鉗，最小持續時間為1分鐘。

　　浪涌（沖擊）抗擾度測試

　　正在考慮中（依據標準為IEC 801-5）

　　低頻信號抗擾度測試

　　工作中的UPS應耐受電源線上的低頻信號傳導騷擾，依據的標準是IEC1000-2-2，其詳細描述在標準的附錄D中。

　　3通信電源電磁兼容問題分析

　　開關電源或UPS電源常出現電壓輸入端傳導騷擾電壓過大，達不到標準限值要求。其原因通常是電源輸入端未加EMI濾波器，或濾波器性能不良，濾波頻段選擇不適當以及電路布線不合理，分布參數產生影響等導致傳導騷擾電奪過大。若合理選擇品質優良的濾波器，陷波器以及精心布線，會顯著抑制電源輸入端的騷擾電壓。但應特別注意所選元器件的指標，尤其電感和電容器的過流、耐奪、絕緣性能，以避免降低電源輸出功率、絕緣耐奪性能。

　　開關電源輻射騷擾場強超過限值，通常是整流模內部高頻開關部件，如高頻變壓器、控制器、晶振等屏蔽不良引起空間輻射。此外，機箱設計不合理，縫隙大、接觸導電不良，散熱孔與電磁波輻射波長相比過寬過大都會降低電源屏蔽性能?，F代通信電源均采用微機控制，實現電源自動管理和遙控、遙信、遙測等功能。但微機控制器引起的輻射騷擾不容忽視，應加以取舍或采取相應措施。對于UPS電源輸出電壓端通常也應加裝濾波器和鐵氧體磁環，以抑制輸出電壓端的射頻干擾。

　　新產品研發時應特別注重電磁兼容指標，請電磁兼容專家和對策工程師設計有關電路和結構，并與電源工程師共同提出總體設計，避免后期整改所帶來的經濟損失。后期對產品電磁兼容性的整改成本會大大高于先期設計的投入。

摘自《中外電源》2000.11

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