電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的任何設(shè)備構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。

要徹底消除設(shè)備的電磁干擾是不可能的，只能通過(guò)系統(tǒng)地制定設(shè)備與設(shè)備之間的相互允許產(chǎn)生的電磁干擾的大小及抵抗電磁干擾的能力的標(biāo)準(zhǔn)，才能使電氣設(shè)備及系統(tǒng)間達(dá)到電磁兼容的要求。國(guó)內(nèi)外大量的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)為系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備相互達(dá)到電磁兼容性制定了約束條件。

國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)（CISP）是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC)下屬的一個(gè)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化組織，其中第六分會(huì)（SCC）主要負(fù)責(zé)制定關(guān)于干擾測(cè)量接收機(jī)及測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)?！稛o(wú)線電干擾和抗干擾度測(cè)量設(shè)備規(guī)范》（CISPR16）對(duì)電磁兼容性測(cè)量接收機(jī)、輔助設(shè)備的性能以及校準(zhǔn)方法給出了詳細(xì)的要求：《無(wú)線電干擾濾波器及抑制元件的抑制特性測(cè)量》（CISPR17)制定了濾披器的測(cè)量方法：《信息技術(shù)設(shè)備無(wú)線電干擾限值和測(cè)量方法》（CISPR22）規(guī)定了信息技術(shù)設(shè)備在0.15～1000MHz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的電磁干擾限值；《信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測(cè)量方法》（CISPR24）規(guī)定了信息技術(shù)設(shè)備對(duì)外部干擾信號(hào)的時(shí)域及頻域的抗干擾性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構(gòu)成了信息技術(shù)設(shè)備包括通信開(kāi)關(guān)電源設(shè)備的電磁兼容性測(cè)試內(nèi)容及測(cè)試方法要求，是目前通信開(kāi)關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)的最基本要求。

IEC公布有大量的基礎(chǔ)性電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，其中最有代表性的是IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)聯(lián)邦委員會(huì)制定的FCC15，德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)制定的OCE0871、2AL、OCE0871、2A2,OCE0878，都對(duì)通信設(shè)備的電磁兼容性提出了要求。我國(guó)國(guó)標(biāo)采用了相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。如GB/T17626.1～GB/T17626.12系列標(biāo)準(zhǔn)等同采用了IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)：GB9254-1998《信息技術(shù)設(shè)備的無(wú)線電干擾限值及測(cè)量方法》等同采用CISPR22;GB/T17618-1998《信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測(cè)量方法》等同采用CISPR24。

開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性

1.電磁兼容性

在很多場(chǎng)合，開(kāi)關(guān)電源，特別是通信開(kāi)關(guān)電源要有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，如對(duì)浪涌、電網(wǎng)電壓波動(dòng)的適應(yīng)能力，對(duì)靜電干擾、電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁波等的抗干擾能力，保證自身能夠正常工作以及對(duì)設(shè)備供電的穩(wěn)定性。一方面，因開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)管、整流或續(xù)流二極管及主功率變壓器是在高頻開(kāi)關(guān)的方式下工作，其電壓、電流波形多為方波。在高壓大電流的方波切換過(guò)程中，將產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電壓及電流。這些諧波電壓及電流一方面通過(guò)電源輸入線或開(kāi)關(guān)電源的輸出線傳出，對(duì)與電源在同一電網(wǎng)上供電的其他設(shè)備及電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，使設(shè)備不能正常工作。另一方面，嚴(yán)重的諧波電壓和電流在開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生電磁干擾，從而造成開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部工作的不穩(wěn)定，使電源的性能降低。還有部分電磁場(chǎng)通過(guò)開(kāi)關(guān)電源機(jī)殼的縫隙向周圍空間輻射，與通過(guò)電源線、直流輸出線產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)一起通過(guò)空間傳播的方式，對(duì)其他高頻設(shè)備及對(duì)電磁場(chǎng)比較敏感的設(shè)備造成干擾，引起其他設(shè)備工作異常。因此對(duì)開(kāi)關(guān)電源要限制由負(fù)載線、電源線產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾及有輻射傳播的電磁場(chǎng)干擾，使處在同一電磁環(huán)境中的設(shè)備能夠正常工作，互不干擾。

2.電磁兼容的要素

電磁兼容的三個(gè)要素為：干擾源、傳播途徑及受干擾體。

開(kāi)關(guān)電源因工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，其引起的電磁兼容性問(wèn)題是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機(jī)的電磁兼容性講，主要有共阻抗藕合、線間藕合、電場(chǎng)藕合、磁場(chǎng)禍合和電磁波藕合幾種。

(1）共阻抗藕合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗，通過(guò)該阻抗使干擾信號(hào)進(jìn)入受干擾對(duì)象。

(2）線間稿合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導(dǎo)線或PCB線，因并行布錢而產(chǎn)生的相互糯合。

(3）電場(chǎng)藕合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)受干擾體產(chǎn)生的精合。

(4）磁場(chǎng)禍合主要是大電流的脈沖電源線附近產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對(duì)干擾對(duì)象產(chǎn)生的耦合。

(5）電磁波糯合主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過(guò)空間向外輻射，對(duì)相應(yīng)的受干擾體產(chǎn)生的耦合。

實(shí)際上每一種耦合方式是不能嚴(yán)格區(qū)分的，僅是側(cè)重點(diǎn)不同而己。在開(kāi)關(guān)電源中，主功率開(kāi)關(guān)管在很高的電壓下以高頻開(kāi)關(guān)方式工作，開(kāi)關(guān)電壓及開(kāi)關(guān)電流均為方波，該方波所含的高次諧波的頻譜可達(dá)方波頻率的1000次以上。同時(shí)，由于電源變壓器的漏電感及分布電容，以及主功率開(kāi)關(guān)器件的工作狀態(tài)并非理想，在高頻開(kāi)或關(guān)時(shí)，常常產(chǎn)生高頻、高壓的尖峰諧波振蕩，該諧波振蕩產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)開(kāi)關(guān)管與散熱器間的分布電容傳入內(nèi)部電路或通過(guò)散熱器及變壓器向空間輻射。用于整流及續(xù)流的開(kāi)關(guān)二極管也是產(chǎn)生高頻干擾的一個(gè)重要原因。因整流及續(xù)流二極管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由于二極管的引線寄生電感、結(jié)電容的存在以及反向恢復(fù)電流的影響，使之工作在很高的電壓及電流變化率下，而產(chǎn)生高頻振蕩，因整流及續(xù)流二極管一般離電源輸出線較近，其產(chǎn)生的高頻干擾最容易通過(guò)直流輸出錢傳出。

開(kāi)關(guān)電源為了提高功率因數(shù)，均采用了有源功率因數(shù)校正電路。同時(shí)，為了提高電路的效率及可靠性，減小功率器件的電應(yīng)力，大量采用了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。其中零電壓、零電流或零電壓零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)極大地降低了開(kāi)關(guān)器件所產(chǎn)生的電磁干擾。但是，軟開(kāi)關(guān)無(wú)損吸收電路多利用L、C進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，利用二極管的單向?qū)щ娦阅軐?shí)現(xiàn)能量的單向轉(zhuǎn)換，因而該諧振電路中的二極管成為電磁干擾的一大干擾源。

開(kāi)關(guān)電源中一般利用儲(chǔ)能電感及電容器組成L、C濾波電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)差模及共模干擾信號(hào)的濾波，以及將交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為平滑的直流信號(hào)。由于電感繞組分布電容，導(dǎo)致了電感繞組的自諧振頻率降低，從而使大量的高頻干擾信號(hào)穿過(guò)電感繞組，沿交流電源線或直流輸出線向外傳播。隨著干擾信號(hào)頻率的上升，濾波電容器由于引線電感的作用導(dǎo)致電容量及濾波效果不斷下降，直至達(dá)到諧振頻率以上時(shí)，完全失去電容器的作用而變?yōu)楦行浴２徽_地使用濾波電容及引線過(guò)長(zhǎng)，也是產(chǎn)生電磁干擾的一個(gè)原因。開(kāi)關(guān)電源PCB布線不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、電源線輸入濾波不合理、輸入/輸出電源線布線不合理、檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)不合理，這些均會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定或降低對(duì)靜電放電、快速瞬變脈沖串、雷擊、浪涌及傳導(dǎo)干擾、輻射干擾及輻射電磁場(chǎng)等的抗擾性能力。在進(jìn)行電源電磁兼容性的研究時(shí)，一般是運(yùn)用CISPR16及IEC61000中規(guī)定的電磁場(chǎng)檢測(cè)儀器及各種干擾信號(hào)模擬器、附助設(shè)備，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試場(chǎng)地或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)部，通過(guò)詳盡的測(cè)試分析，結(jié)合對(duì)電路性能的理解來(lái)進(jìn)行。

3.提高開(kāi)美電源的電磁兼容性

從電磁兼容性的三要素講，要提高開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性，需從以下三個(gè)方面進(jìn)行：

(1）減小干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)。

(2）切斷干擾信號(hào)的傳播途徑。

(3）增強(qiáng)受干擾體的抗干擾能力。

對(duì)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的對(duì)外干擾，如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)干擾、電磁場(chǎng)輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來(lái)解決。一方面，可以增強(qiáng)輸入／輸出濾波電路的設(shè)計(jì)，改善有源功率因數(shù)校正（APFC)電路的性能，減少開(kāi)關(guān)管及整流、續(xù)流二極管的電壓和電流的變化率，采用各種軟開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浼翱刂品绞降龋毫硪环矫?，加?qiáng)機(jī)殼的屏蔽效果，改善機(jī)殼的縫隙泄漏，并進(jìn)行良好的接地處理。

對(duì)外部的抗干擾能力，如浪涌、雷擊應(yīng)優(yōu)化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。對(duì)雷擊可采用氧化辭壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來(lái)解決。對(duì)于靜電放電，采用TVS管及相應(yīng)的接地保護(hù)，加大小信號(hào)電路與機(jī)殼等的電距離，或選用具有抗靜電干擾的器件來(lái)解決。減小開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)部干擾，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：注意數(shù)字電路與模擬電路PCB布線的正確區(qū)分、數(shù)字電路與模擬電路電源的正確去輯：注意數(shù)字電路與模擬電路單點(diǎn)接地，大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點(diǎn)接地，以減小共阻干擾，減小地環(huán)的影響：布線時(shí)注意相鄰線間的間距及信號(hào)性質(zhì)，避免產(chǎn)生串?dāng)_：減小地線阻抗：減小高壓大電流線路特別是變壓器初級(jí)與開(kāi)關(guān)管、電源濾波電容電路所包圍的面積：減小輸出整流電路及續(xù)流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積：減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容：采用諧振頻率高的濾波電容器等。

在傳播途徑方面，適當(dāng)?shù)卦黾痈呖垢蓴_能力的TVS及高頻電容、鐵氧體磁珠等元器件，以提高小信號(hào)電路的抗干擾能力：與機(jī)亮距離較近的小信號(hào)電路，應(yīng)加適當(dāng)?shù)慕^緣耐壓處理等：功率器件的散熱器、主變壓器的電磁屏蔽層要適當(dāng)接地：各控制單元間的大面積接地用接地板屏蔽：在整流器的機(jī)架上，要考慮各整流器間電磁藕合、整機(jī)地線布置等，以改善開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部工作的穩(wěn)定性。

審核編輯黃昊宇