综述开关电源EMC产生机理及其对策
无反射室中做,但要求半无反射室中的电磁场分布与开阔场近似。
天线到EUT(受试设备)的距离:GB要求为3米、10米或30米,GJB要求为1米;
测量内容:GB仅测量电场辐射发射,GJB对电场辐射和磁场辐射都要
测量;
测量频率范围:GB规定的测量范围为30MHz ~ 1GHz,随着时钟频率的升高,有扩展到18GHz的趋势,GJB规定的测量频率范围为10kHz ~ 18GHz。
EUT的布置:GB和GJB都要求EUT按照实际工作状态布置(互联电缆和所连接的外部设备全部按实际状态连接),GB要求EUT放置在木制测试台上,GJB要求EUT放置在金属板上。距离地面的距离为0.8米;
检波方式:干扰测量仪的读数与检波方式有关,因此标准中都明确规定检波方式,GB要求准峰值检波,GJB要求峰值检波;
最大辐射点:与处理电磁兼容问题的原则相同,仅关心最坏情况。因此,以EUT的最大辐射值为测量结果。最大辐射值的含义有4个,第一:EUT的工作状态处于最大辐射状态,第二:EUT最大辐射面对着天线,第三:天线的极化方向为接收最大场强的方向,第四:天线的高度为接收最大场强的位置。GJB中,没有第四点的要求,即,天线的高度是固定的。
GB(中国国家标准):基本采用CISPR和IEC标准,目前已发布57个。
GJB(中国军用标准):基本采用美军标,例如GJB151A = MIL-STD –461D。
测量设备:
骚扰测量设备:用来定量计量骚扰强度的设备,可以是EMI测量接收机,也可以是频谱分析仪,频率范围要覆盖150KHz~30MHz,具有峰值、准峰值和平均值检波功能。
线路阻抗稳定网络(LISN):由于电源端子传导发射的强度与电网的阻抗有关,因此为了使测量具有唯一性,必须在特定的阻抗条件下测量,LISN就提供了这样一个环境,GB9254标准中使用的LISN为50Ω/50μH。
接地平板:受试设备要放置在接地金属板上进行试验,该金属板比被测设备边框大0.5米,最小尺寸为2m×2m。
电快速脉冲试验模拟电网中的感性负载断开时产生的干扰。这种干扰不仅会出现在电源线上,而且会耦合到信号线上。因此,这个试验要对电源线和信号线做。设备能够通过浪涌试验,并不意味着也能通过电快速脉冲试验。一方面是因为后者的频率成份远高于前者,具备不同的干扰机理,令一方面是因为电快速脉冲试验中施加的干扰是重复性,这对电路具有一种积分效应,是电路中的积分型抗干扰电路实效。
频谱分析仪能够快速地在较宽的频率范围内扫描,因此是诊断电磁干扰发射的方便工具。使用频谱分析仪时需要注意的问题:频谱分析仪不能观测瞬间干扰,如静电放电、雷电等;频谱分析仪的扫描时间不能设置得太短,即不能使扫描速度太快;从频谱分析仪屏幕上读取频率与幅度数据时,其精度与频谱仪的扫描范围有关,范围越窄,精度越高;当输入信号过大时,频谱分析仪会发生过载,使读取的幅度数据比实际的小,用输入衰减器可以避免过载;减小频谱仪的中频带宽可以提高仪器的灵敏度(和选择性),但扫描时间会更长;宽带信号的幅度会随着中频分辨带宽的增加而增加。
电磁干扰(EMI)接收机是另一种测量电磁干扰的设备,许多人在选购仪器时搞不懂接收机与频谱仪之间的区别,下面做一简单比较:
所有的接收机都标准配置预选器(频谱仪需要选配),能够有效地抑制带外噪声;所有的接收机用基频混频方式(频谱仪使用基频和谐频混频),具有较高的灵敏度;接收机的中频滤波器为矩形(频谱仪的中频滤波器为高斯形),具有更好的选择性;接收机适合于正式测量,不适合于诊断。
EMC试验室有华测(CTI)、SGS、信测、信华、华通威、冠准、莫特、广州ETL、广州五所、东莞经续、东莞沃特、厚街北南、长安世鸿、长安硕信(ATT)、大朗信宝、塘夏欧标、摩尔实验室、经续检验技术有限公司等。像美国的FCC只测EMI中的辐射和传导,不测EMS。有些国家EMI和EMS是分开测的,有些国家是一起像CCC认证CE认证。现在很多电器类产品做CE还要加测电磁波骚扰EMF,标准是EN-50336。电源EMI技术就算能达到标准,有的产品要求要达一定的湿度测试。在深圳湿试控制都比较难做。深圳几家大实验室,都比较难,空间问题。EMI不只包括传导,辐射,电流谐波与电压闪烁也是EMI的部分。谐波和闪烁是设备对外的,而不是外界对设备的,所以是EMI,不是EMS。
开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径
功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(EMI)的主要原因。开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量,另一方面也导致了更为严重的EMI问题。开关电源工作时,其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的,因此,开关电源本身是一个噪声发生源。开关电源
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