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【摘 要】对某型开关电源的电磁兼容性试验进行研究，为解决该电源在电磁兼容性试验中出现的电磁干扰问题，分析产生的原因及机理，提出了滤波、屏蔽等相应的解决措施。试验结果表明，该措施有效地解决了开关电源传导发射和辐射发射的超标，提高了产品的电磁兼容性，对类似产品的电磁兼容性设计也具有一定的指导意义。%To resolve the EMI(electromagnetic interference) of the switching power supply during the EMC(electromagnetic compatibility) test ,the test results and the mechanism of EMI were analysed. Afterwards,the corresponding solutions such as filtering and shielding were thrown out. The results of the test indicate that the solutions effectively restrain the overstandard of conducted emission and radiated emission. The solutions enhance the EMC of switching power supply ,and there is some guidance to the similar produces on EMC design. 【期刊名称】《上海计量测试》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】3页(P41-42,45)
【关键词】开关电源;电磁兼容;滤波;屏蔽
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【作 者】丁华
【作者单位】中国电子科技集团公司第38研究所
【正文语种】中 文
开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为主流产品。由于具有体积小、效率高等优点，在各类电子产品中得到了广泛的应用，但由于开关电源的控制电路比较复杂、输出纹放电压较高，产生的电磁干扰较大，所以开关电源的电磁兼容性问题在一定程度上也限制了开关电源的使用。
开关稳压电源中，功率开关管工作在开关状态，其产生的尖峰干扰和谐振干扰会严重地影响整个系统的正常工作。此外，由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干
扰也会窜入工频电网，使附近的其他电子仪器和控制设备受到严重的干扰［2］。因此，开关电源在设计定型及投入使用之前要做一系列的电磁兼容性试验，以保证电源设备具有良好的电磁兼容性。
被测产品为某型开关电源，依据GJB 151A-97的要求，进行的试验项目有CE102、CS101、CS114、CS115、CS116、RE102、RS103，其中CS101、CS114、CS115、CS116、RS103五项均顺利通过，而CE102 （10 kHz ～ 10 MHz电源线传导发射）和RE102 （10 kHz ～ 18 GHz电场辐射发射）两项试验中，试验结果均不满足GJB 151A-97的要求。
1.1 CE102电源线传导发射
CE102测试项目用来测量EUT输入电源线（包括回线）上的传导发射，测量时EUT输入电源线上的传导发射不应超过GJB 151A-97中图CE102-1规定的极限值。测试配置见图1。
试验中发现被测产品在300 kHz～9 MHz频段内电源线传导发射测量结果超出了GJB 151A - 97规定的极限值（测试曲线见图2），而解决这一问题的主要措施是进行滤波［6-7］。
1.1.1 电源滤波器的选择
1）要求电源线滤波器在相应工作频段范围内具有足够的插入损耗；2）在所要求的频率上，滤波器的阻抗必须与它连接的干扰源阻抗和负载阻抗相匹配；3）滤波器必须具有一定耐压能力，能够经受输入瞬时高压的冲击；4）考虑设备允许的最大漏电流。定的电流高了，会加大滤波器的体积和重量，定的电流低了，又会降低滤波器的可靠性；5）滤波器应具有足够的机械强度，结构简单、重量轻、体积小、安装方便、安全可靠。
选择好滤波器后，还必须经过正确的安装才能达到良好的效果，如果安装不当，就会破坏滤波器的衰减特性。
1.1.2 电源滤波器的安装
1）滤波器安装的位置不仅要靠近电源线的入口，而且滤波器的电源输入线要短，滤波器的外壳应大面积贴在设备金属壳的导电表面上或通过编织接地带与接地点就近相连；2）不能将滤波器输入、输出线相互交叉，若由于位置及空间限制，无法满足上述要求，则滤波器输入、输出线必须采用双绞线、屏蔽线或在导线上加有铁氧体吸收层的高频吸收线；3）滤
波器中电容器引线应尽可能短，以免感抗与容抗在较低频率上谐振。常见的滤波器安装方式如图3所示。
经过多次试验后，选择了参数适当的电源线滤波器，安装在被测电源设备的电源入口处并进行良好接地，有效抑制了被测设备产生的高频干扰信号。经整改处理后测得的传导发射电压大大降低，符合GJB 151A-97的要求。测试结果如图4所示。
1.2 RE102 电场辐射发射
RE102测试项目用来检验来自EUT及其有关电线、电缆的电场发射是否超过规定的要求，具体测试配置图见图5。
试验中发现参试产品主要在2～30 MHz频段内RE102测试结果超出GJB 151A-97规定的极限值，测试曲线见图6。
解决方法主要是做好设备的屏蔽。
1.2.1 机箱缝隙的屏蔽
1）增加缝隙深度和接缝重叠尺寸；2）提高接合面加工精度，提高其平面度，减少接合处的漏缝；3）添加导电衬垫；4）调整紧固螺钉间距，尽量减小固定螺钉间距。
1.2.2 通风孔洞的屏蔽
头部跟踪1）覆盖全局丝网。把金属丝网覆盖在大面积的通风孔洞上，能显著地提高屏蔽效能，其特点是结构简单，成本低；2）用穿孔金属板作通风孔，特点是屏蔽性能稳定，因它不存在金属编织网所存在的网栅交叉点接触电阻不稳定的缺陷；3）采用截止波导式通风窗，特点是具有很宽的工作频段和优良的屏蔽性能，但工艺复杂，成本较高。
1.2.3 线缆的屏蔽
为了防止电缆对外产生辐射，对电源电缆和信
号电缆进行良好屏蔽。要求制作电缆的屏蔽层连续，没有截断且各处均匀紧密，从而保持屏蔽层的屏蔽阻抗分布均匀。使用屏蔽电缆时要注意屏蔽线的屏蔽层要尽可能与接插外壳保持360度搭接，对于做不到这一点的接口，通常有其他对应的措施（如夹线结构等）来保证接口的EMC性能。
按照上述的方法对被测设备的机箱、通风孔洞以及电缆等采取一系列屏蔽措施，包括使用铜箔胶带封闭机箱的通风孔、在机箱面板接缝处增加导电密封橡胶条、打磨机箱底面的绝缘漆使之与金属地板良好接触以及换装屏蔽电缆等适当的措施改进以后，效果比较显著。图7是经过整改后的RE102测试曲线，经整改处理后测得的辐射发射大大降低，符合GJB151A-97的要求。
本文针对某型开关电源电磁兼容性试验时出现的问题提出相应的整改措施，可以较好地弥补因设计缺陷而带来的电磁兼容性问题，最终使产品通过了GJB 151A-97规定的试验项目。但是要想获得良好的电磁兼容性效果，必须从系统设计时就要加以考虑，因为产品一般在电磁兼容试验时已经设计定型，难以对其内部电气结构做出较大的改动。只有设计好了才能从根本上提高产品的电磁兼容性。
智能电表芯片【相关文献】
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［2］ 周志敏，周纪海，纪爱华.高频开关电源设计与应用实例［M］.北京：人民邮电出版社，2008.
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［4］ 国防科工委国防校准/测试试验委员会.GJB 152A-97［S］. 北京：1997.
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［6］ 郭兴龙，韩焱，苏新彦.EMI电源滤波器在加固中选择和应用［J］.微波学报，2012，（8）：371-374.
［7］ 张文成.电源线滤波器应用分析［J］.山西电子技术，2010，（2）：14-16.
［8］ 黎玉刚，徐宏伟，周玉清，吴超.屏蔽技术在电子设备电磁兼容设计中的应用［J］.微波学报，2012，（8）：263-265.
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