通信開(kāi)關(guān)電源的EMC全面剖析

　　現代通信，電子、電氣設備的正常工作都離不開(kāi)電源。通信電源在通信設備中具有不可比擬的重要地位。隨著(zhù)通信事業(yè)的飛速發(fā)展，手機、電話(huà)、電腦等 通信工具走人人們的生活，已經(jīng)變得越來(lái)越普遍。通信設備的不斷更新，對于通信開(kāi)關(guān)電源的要求也越來(lái)越高。通信開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、工作可 靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于光數據傳輸、程控交換、無(wú)線(xiàn)基站、有線(xiàn)電視系統及IP網(wǎng)絡(luò )中，是電子電氣設備正常工作的“心臟”。

　　1、國內外電磁兼容性標準

　　電磁兼容性是指設備或系統在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力。國內外已有大量的電磁兼容性標準， 為系統內的設備相互達到電磁兼容性制訂了約束條件。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構成了信息技術(shù)設備包通信開(kāi)關(guān)電源設備的電磁兼容 性測試內容及測試方法要求，是目前通信開(kāi)關(guān)電源電磁兼容性設計的最基本要求。

　　2、通信開(kāi)關(guān)電源的干擾

　　通信開(kāi)關(guān)電源要穩定工作就要有很強的抗電磁干擾能力，對于電場(chǎng)，磁場(chǎng)及電磁波等要有足夠的抗干擾能力，保證自身能夠正常工作以及通信設備供電的 穩定且不間斷，同時(shí)也要不受通信系統本身因通信時(shí)電磁波帶來(lái)的干擾。一般來(lái)講，開(kāi)關(guān)電源受到的干擾源有電壓電流快速變化造成的干擾，傳導干擾和輻射干擾。

　　開(kāi)關(guān)電源的干擾來(lái)源有：開(kāi)關(guān)電源的大功率開(kāi)關(guān)管工作在高壓大電流的切換狀態(tài)，由導通切換為關(guān)斷狀態(tài)時(shí)形成浪涌電壓，或由關(guān)斷切換為導通狀態(tài)時(shí)形 成的浪涌電流，它們的高次諧波成分會(huì )通過(guò)空間向外發(fā)射或通過(guò)電源線(xiàn)的傳導構成干擾源。由關(guān)斷切換為導通狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)變壓器副方的整流二極管受反方向恢復特 性的限制，產(chǎn)生尖峰狀的反向電流，它與二極管結電容以及引線(xiàn)電感等形成阻尼正弦振蕩，也含有大量的諧波成分，構成干擾。

　　通信開(kāi)關(guān)電源電磁干擾特點(diǎn)：

　　(1)整流或續流二極管及主功率變壓器在高壓、大電流及高頻開(kāi)關(guān)的方式下工作，其電流電壓快速變化會(huì )造成干擾，從而造成開(kāi)關(guān)電源內部工作的不穩定，使電源的性能降低。

　　(2)收發(fā)天線(xiàn)的極化，方向特性EMC輻射。通信開(kāi)關(guān)電源受到：9 kHz～30 MHz的射頻磁場(chǎng)干擾;30～1 000 MHz的射頻電場(chǎng)干擾。

　　(3)部分電磁場(chǎng)通過(guò)開(kāi)關(guān)電源機殼的縫隙，向周?chē)臻g輻射，與通過(guò)電源線(xiàn)、直流輸出線(xiàn)產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)，一起通過(guò)空間傳播的方式，對其他高頻設備及對電磁場(chǎng)比較敏感的設備造成干擾，引起其他設備工作異常。

　　因此，對通信開(kāi)關(guān)電源，要限制由負載線(xiàn)、電源線(xiàn)產(chǎn)生的傳導干擾圾空間傳播時(shí)產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)干擾量，使它們能與處于同一環(huán)境中的其他電信設備均能夠正常工作，互不產(chǎn)生干擾。

　　3、開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性問(wèn)題分析

　　通信開(kāi)關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)下，其引起電磁兼容性問(wèn)題的原因是相當復雜的。有通信系統的高頻信號對開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾;同 時(shí)，開(kāi)關(guān)電源由于本身的電路設計，PCB布線(xiàn)，元器件的性能等也會(huì )對通信，或其他電子、電氣設備產(chǎn)生干擾。其中，按耦合通路來(lái)分，可分為傳導干擾和輻射干 擾兩種;按照干擾信號對于電路作用的形態(tài)不同，可將電源系統內的干擾分為共模干擾和差模干擾兩種。通常，線(xiàn)路電源線(xiàn)上的任何傳導干擾信號，都可表示成共模 和差模干擾兩種方式。

　　在開(kāi)關(guān)電源中，主功率開(kāi)關(guān)管在高電壓、大電流或以高頻開(kāi)關(guān)方式工作下，開(kāi)關(guān)電壓及開(kāi)關(guān)電流的波形在阻性負載時(shí)近似為方波，波信號含有豐富的高次 諧波，該高次諧波的頻譜可達方波頻率的1 000次以上。由于電壓差可以產(chǎn)生電場(chǎng)、電流的流動(dòng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，以及豐富的諧波電壓電流的高頻部分在設備內部產(chǎn)生電磁場(chǎng)，從而造成設備內部工作的不穩 定，使設備的性能降低。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)并不是理想的，在高頻開(kāi)或關(guān)時(shí)，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)管與散熱器問(wèn)的分布電容傳入內部電路或通過(guò)散熱器及變壓器向空間輻射。