探討YAG激光電源的電磁兼容性

1前言

電磁兼容是指電子設備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。因為電磁干擾不僅影響電子設備的正常工作，甚至造成電子設備中的元器件損害。因此，對電子設備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設備不受周?chē)姶鸥蓴_的影響而能正常工作，又要注意電子設備本身產(chǎn)生的電磁干擾不影響周?chē)渌O備的正常運行。

目前的YAG激光電源均采用了開(kāi)關(guān)電源，它是將工頻交流直接整流成直流，通過(guò)開(kāi)關(guān)器件逆變成高頻交流，再通過(guò)高頻變壓器隔離升壓，經(jīng)過(guò)高頻整流后給儲能電容器充電，最后經(jīng)氙燈放電給激光電源提供能量。

激光電源是一種強電磁干擾源。其產(chǎn)生的電磁干擾，可通過(guò)傳導和輻射對電磁敏感設備產(chǎn)生影響，可能使整個(gè)系統無(wú)法正常工作。因此，有必要對激光器產(chǎn)生的電磁干擾的種類(lèi)和量級進(jìn)行測量，并分析激光器產(chǎn)生的電磁干擾的原因，以便采取有針對性的電磁兼容性措施，保證整個(gè)系統正常工作。

2電磁兼容性摸底試驗

21試驗目的和方法

按照國標進(jìn)行電磁兼容性試驗。電磁兼容性試驗的目的，一是檢測設備的電磁兼容性是否符合國標的規定，二是檢測出不符合國標規定的具體項目的頻帶和參數，以便進(jìn)行有針對性的電磁兼容性設計改進(jìn)，保證整個(gè)系統能正常工作。

22試驗時(shí)間、地點(diǎn)和條件

2000年11月17日于北京信息產(chǎn)業(yè)部電子第3研究所電磁兼容實(shí)驗室。

激光器分別采用重頻1Hz、20Hz、60Hz，850V充電電壓工作。

23試驗內容

進(jìn)行了以下兩項主要試驗：

（1）電源線(xiàn)傳導發(fā)射試驗

激光器采用重頻60Hz，850V充電電壓工作。在火線(xiàn)和零線(xiàn)上分別測試電源線(xiàn)傳導發(fā)射。圖1為激光器采用重頻60Hz時(shí)火線(xiàn)上的電源線(xiàn)傳導發(fā)射測試頻譜圖，圖2為激光器采用重頻60Hz時(shí)零線(xiàn)上的電源線(xiàn)傳導發(fā)射測試頻譜圖。

根據國標的規定和激光器為一類(lèi)電磁兼容性的設備應有6dB的安全系數。標準值在圖中用實(shí)折線(xiàn)標出，而虛折線(xiàn)為無(wú)安全系數的標準值。測試結果

圖1激光器采用重頻60Hz時(shí)火線(xiàn)上的電源線(xiàn)傳導發(fā)射測試頻譜圖

圖2激光器采用重頻60Hz時(shí)零線(xiàn)上的電源線(xiàn)傳導發(fā)射測試頻譜圖

圖3激光器采用重頻20Hz時(shí)的電場(chǎng)輻射發(fā)射測試頻譜圖

如下：

①從測試頻譜圖1上可知火線(xiàn)上電源線(xiàn)傳導發(fā)射的試驗值多處超過(guò)標準值。具體數據見(jiàn)表1。

②從測試頻譜圖2上可知零線(xiàn)上電源線(xiàn)傳導發(fā)射的試驗值均在標準值下。

表1激光器重頻60Hz，火線(xiàn)上電源線(xiàn)傳導發(fā)射

的數據與標準對比

頻率高于20MHz的試驗采用掃頻測試的方法測試電場(chǎng)輻射發(fā)射，激光器采用重頻20Hz，850V充電電壓工作。圖3為激光器采用重頻20Hz時(shí)的測試頻譜圖。

根據國標的規定和激光器為一類(lèi)電磁兼容性的設備應有的6dB的安全系數。標準值在圖中用實(shí)折線(xiàn)標出，而虛折線(xiàn)為無(wú)安全系數的標準值。測試結果如下：

①電場(chǎng)輻射發(fā)射試驗只在大于頻率800MHz的試驗值滿(mǎn)足國標的規定，其余均超過(guò)標準值。

②頻率低于20MHz的試驗采用點(diǎn)頻測試的方法，激光器采用重頻1Hz，850V充電電壓工作，詳細數據見(jiàn)表2。

3結果分析及改進(jìn)措施

31電源線(xiàn)上傳導發(fā)射

（1）電源線(xiàn)上傳導發(fā)射的原因及應對措施

①由于激光電源在運行過(guò)程中造成工頻波形的畸變，產(chǎn)生大量的諧波在電源線(xiàn)上傳導發(fā)射。

②由于激光器采用20kHz以上的高頻高壓開(kāi)關(guān)電源，其運行過(guò)程中產(chǎn)生大量的高電壓高次諧波在電源線(xiàn)上傳導發(fā)射。

而該臺激光電源沒(méi)有設置電源濾波器。對此，在供電進(jìn)線(xiàn)處應采取抑制電源線(xiàn)傳導干擾的主要措施——安裝電源濾波器。