不間斷電源的開關(guān)電源的無線電騷擾特性測試方法

1、不間斷電源的開關(guān)電源的無線電騷擾特性測試方法    摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程電路對所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte不間斷電源的開關(guān)電源的無線電騷擾特性測試方法摘要：商品化的開關(guān)電源和不間

2、斷電源是國內(nèi)首批被指定要進(jìn)行電磁兼容認(rèn)證的產(chǎn)品之一，其中的一個(gè)重點(diǎn)是必須檢查其工作時(shí)的無線電騷擾特性（傳導(dǎo)及輻射發(fā)射）。本文將介紹測試方法。關(guān)鍵詞：電磁兼容認(rèn)證無線電騷擾特性測量方法開關(guān)電源和不間斷電源的應(yīng)用十分廣泛，作為商品化的開關(guān)電源和不間斷電源是國內(nèi)首批被指定為需要進(jìn)行電磁兼容認(rèn)證的產(chǎn)品之一，其考核重點(diǎn)是它們在工作時(shí)對外的騷擾發(fā)射（包括傳導(dǎo)和輻射兩方面）；以及對電網(wǎng)供電質(zhì)量所產(chǎn)生的影響。后者在本刊2000年第9期上已有詳細(xì)論述，本文重點(diǎn)說明騷擾發(fā)射的測試問題。開關(guān)電源和不間斷電源的騷擾測試采用GB4824?1996工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備電磁騷擾特性的測量方法和限值（參照CIS

3、PR111990而等效轉(zhuǎn)化）所提供的方法。根據(jù)GB4824標(biāo)準(zhǔn)對騷擾源的分類，劃分為兩組設(shè)備：1組設(shè)備是指為發(fā)揮其自身功能需要而包含專門產(chǎn)生和/或使用傳導(dǎo)耦合射頻能量的所有工、科、醫(yī)設(shè)備；2組設(shè)備是指為材料處理、電火花腐蝕等功能需要而包含專門產(chǎn)生和/或使用電磁輻射能量的所有工、科、醫(yī)設(shè)備。從上述定義看，開關(guān)電源和不間斷電源當(dāng)屬于1組設(shè)備無疑。另外，GB4824根據(jù)設(shè)備所使用供電網(wǎng)絡(luò)的不同，又劃分成兩類：A類設(shè)備是非家用、不直接連到住宅低壓電網(wǎng)的所有設(shè)施的工、科、醫(yī)設(shè)備；B類設(shè)備是在家用設(shè)施內(nèi)和直接連到住宅低壓電網(wǎng)的設(shè)施的工、科、醫(yī)設(shè)備。從上述分類看，開關(guān)電源和不間斷電源均有可能分屬于這兩大類設(shè)

4、備。表1是試驗(yàn)場內(nèi)1組A類和B類設(shè)備的電源端傳導(dǎo)騷擾電壓限值。表2則是試驗(yàn)場內(nèi)1組A類和B類設(shè)備的輻射騷擾限值。表1電源端傳導(dǎo)騷擾電壓限值 頻段MHz1組A類設(shè)備1組B類設(shè)備準(zhǔn)峰值dB(V)平均值dB(V)準(zhǔn)峰值dB(V)平均值dB(V)0.150.5796666565646（按頻率對數(shù)線性減?。?.557360564653073606050表2輻射騷擾限值頻段MHz1組A類設(shè)備1組B類設(shè)備測量距離30mdB(V/m)0.1530考慮中考慮中302303030230100037371標(biāo)準(zhǔn)的測試方法1?1測量儀器和測試場地（1）測量儀器采用帶有準(zhǔn)峰值和平均值檢波器的干擾接收機(jī)，其性能應(yīng)

5、符合CISPR16?1或?qū)?yīng)國標(biāo)GB/T6113·1無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范的要求。在標(biāo)準(zhǔn)涉及的頻率范圍內(nèi)一般要用兩臺不同頻段的干擾接收機(jī)，分別是9KHz30MHz；30MHz1000MHz。圖1滿足標(biāo)準(zhǔn)的輻射測試場地（2）人工電源網(wǎng)絡(luò)在做電源端傳導(dǎo)騷擾電壓測試時(shí)，應(yīng)采用阻抗為50/50H的人工電源網(wǎng)絡(luò)（V形網(wǎng)絡(luò)），其特性應(yīng)符合CISPR16?1和GB/T6113·1的要求。人工電源網(wǎng)絡(luò)的主要作用是使試品與電源之間有效間隔；同時(shí)又為試品提供穩(wěn)定的高頻阻抗。（3）天線在9KHz30MHz頻段內(nèi)采用具有屏蔽的環(huán)形天線。在30MHz1000MHz頻段內(nèi)采用平衡偶極子天線。（

6、4）測試場地9kHz1000MHz頻段的輻射測試場地輻射測試場地應(yīng)該是一個(gè)空曠、平坦的場地，在其邊界范圍內(nèi)無架空線，附近無反射結(jié)構(gòu)物（如鋼筋水泥建筑和高大樹木等），而且具有足夠大的尺寸，使天線、試品和反射結(jié)構(gòu)物之間能充分分開的場地。滿足標(biāo)準(zhǔn)的輻射測試場地應(yīng)該是一個(gè)由長軸等于兩倍焦距（F）、短軸等于倍焦距（F）的橢圓所包圍的場地，見圖1所示。試驗(yàn)時(shí)，試品和測量天線將分別處在兩個(gè)焦點(diǎn)上。為了獲得穩(wěn)定的電波傳輸特性，必須有一個(gè)固定的、相當(dāng)大的反射地面（或稱接地平板）。反射面用金屬材料制成，如鋼板（包括鍍鋅鋼板）和金屬絲網(wǎng)等。板與板之間要用電焊連接，無大的漏縫或孔洞。金屬網(wǎng)孔徑的最大尺寸必須小于波長的

7、1/10（對1000MHz，孔徑應(yīng)小于3cm）。另外，場地表面必須平整，同時(shí)要考慮排水設(shè)施。圖2是金屬接地的最小尺寸。傳導(dǎo)騷擾電壓測試場地傳導(dǎo)騷擾電壓的測試可以在輻射試驗(yàn)場地內(nèi)進(jìn)行，也可以在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行。1?2測試方法（1）環(huán)境電平試品接入測量線路，但在未通電運(yùn)行時(shí)，要用測量環(huán)境噪聲電平的方法來決定試驗(yàn)環(huán)境的適用性，環(huán)境電平應(yīng)至少比規(guī)定的限值低6dB。如果環(huán)境電平和試品的輻射疊加后，仍不超過規(guī)定限值時(shí)，試品即被認(rèn)為已滿足規(guī)定限值。在測量電源端傳導(dǎo)騷擾電壓時(shí)，可在人工電源網(wǎng)絡(luò)和供電電網(wǎng)之間接入一個(gè)適當(dāng)?shù)纳漕l濾波器，以降低環(huán)境電平。但接入射頻濾波器后，在測量頻率上，人工電源網(wǎng)絡(luò)的阻抗仍應(yīng)滿足規(guī)定要

8、求。在測量輻射騷擾時(shí)，如果環(huán)境電平無法滿足要求，則可將測量天線向試品移近后再進(jìn)行測量，但限值不變。這實(shí)際上是對試品的要求更加嚴(yán)格了。（2）對試品布置的一般要求試品的騷擾電平是指試品在各種典型使用情況下，所取不同配置和試驗(yàn)布置時(shí)騷擾值的最大值。在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)詳細(xì)說明試驗(yàn)時(shí)試品的配置和試驗(yàn)布置。當(dāng)試品是由幾個(gè)互連設(shè)備組成時(shí)，互連電纜的型號和長度應(yīng)與試品技術(shù)要求中規(guī)定的相一致。如果電纜長度是可以改變的，則取在輻射試驗(yàn)中能產(chǎn)生最大輻射的長度。（3）9kHz1MHz的輻射測試當(dāng)試品放在試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺上時(shí)，應(yīng)使設(shè)備的輻射中心盡可能地接近轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心。試品和測量天線的距離是指轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動軸線和測量天線之間的水平距離

9、。關(guān)于試驗(yàn)的轉(zhuǎn)臺，如果是高出接地平板的轉(zhuǎn)臺，一般不應(yīng)高出該平面0.5m；如果是與接地平板處在同一平面的轉(zhuǎn)臺，則轉(zhuǎn)臺平面一定是金屬平面，且和接地平板有良好的電氣連接。不管哪一種轉(zhuǎn)臺，非落地式試品放在轉(zhuǎn)臺上，離接地平板的高度應(yīng)為0.8m。當(dāng)試品不放在轉(zhuǎn)臺上時(shí)，試品和測量天線之間的距離是指試品邊界和測量天線之間的最近水平距離。對于試品放在轉(zhuǎn)臺上的情況，測量天線處在水平和垂直兩種極化狀態(tài)，轉(zhuǎn)臺都應(yīng)在所有角度上旋轉(zhuǎn)，應(yīng)在每個(gè)測量頻率上記錄其輻射騷擾的最高電平。圖2金屬接地板的最小尺寸DD=(d2)m,d是試品最大尺寸；W=（a2）m,a是天線最大尺寸；L=10m當(dāng)試品不放在轉(zhuǎn)臺上時(shí)，測量天線在水平和垂直

10、兩種極化狀態(tài)下都應(yīng)在地平面的各方位上選取不同測量位置。測量應(yīng)在其最大輻射方向上進(jìn)行，并在每個(gè)測量頻率上記錄其輻射騷擾的最高電平。測量中對天線的要求是：在30MHz80MHz頻段內(nèi)，天線長度應(yīng)等于80MHz的諧振長度；在80MHz1000MHz頻段內(nèi)，天線長度應(yīng)等于測量頻率的諧振長度。另外，應(yīng)該用一個(gè)適當(dāng)?shù)淖儞Q裝置使天線與饋線相匹配。還要配置一個(gè)平衡/不平衡變換器，實(shí)現(xiàn)與測量接收機(jī)的連接。天線應(yīng)能任意取向，分別測量其垂直極化和水平極化波分量。天線中心高度應(yīng)能在1m4m內(nèi)調(diào)節(jié)。天線離地的最近點(diǎn)不應(yīng)小于0.2m，以測出其最大值。順便指出，如果使用其他形式天線的測量結(jié)果與平衡偶極子天線的測量結(jié)果差值在

11、±2dB以內(nèi)，則也可用其他形式天線。實(shí)用中常用的寬帶天線是雙錐天線（30MHz300MHz）和對數(shù)周期天線（300MHz1000MHz）。圖3是輻射騷擾測量的典型布置。（4）電源端傳導(dǎo)騷擾電壓的測量在輻射試驗(yàn)場上測量時(shí)，試品應(yīng)處于和輻射測量相同的狀態(tài)下，且試品應(yīng)處在比其邊界至少擴(kuò)展0.5m或最小尺寸為2m×2m的金屬接地平板上。在屏蔽室內(nèi)測量時(shí)，可用地面屏蔽層或任意一壁的屏蔽層作為接地平板。試驗(yàn)時(shí)，對于非落地試品應(yīng)放在離地平板0.4m高的絕緣支架或臺子上。落地試品則放在接地平板上，其接觸處應(yīng)相互絕緣或與正常使用時(shí)一致。所有試品離其他金屬物體表現(xiàn)的距離應(yīng)大于0.8m。人工電源網(wǎng)絡(luò)的外表面和試品邊界之間的最近距離應(yīng)小于0.8m。網(wǎng)絡(luò)的參考接地端應(yīng)該用盡量粗短的導(dǎo)線接到接地平板上。電源電纜和信號電纜走線與接地平板間的相關(guān)情況應(yīng)與實(shí)際使用情況等效，并應(yīng)十分小心地布置電纜，以免造成假響應(yīng)效應(yīng)。當(dāng)試品有特別的接地端子時(shí)，應(yīng)該用盡量短的導(dǎo)線接地。不裝有特別接地端子的試品，應(yīng)在其正常連接方式下進(jìn)行試驗(yàn)，即從供電電網(wǎng)上取得接地。由制造廠提