電源適配器的電磁兼容性（EMC）

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電源適配器的電磁兼容性（EMC）

1．電源適配器電磁兼容
電磁兼容是電源適配器綜合性應用學科，作為邊緣技術，它以電氣和無線電技術的基本理論為基礎，并涉及許多新的技術領域，如微波技術、微電子技術、計算機技術、通信和網(wǎng)絡技術及新材料等。電磁兼容技術研究的范圍很廣，幾乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領域，如電力、通信、交通、航天、軍工、計算機和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問題。研究的熱點內(nèi)容主要有如下幾點。
①電磁干擾源的特性及其傳輸特性。
②電磁干擾的危害效應。
③電磁干擾的抑制技術。
④電磁頻譜的利用和管理。
⑤電磁兼容性的標準與規(guī)范。
⑥電磁兼容性的測量與測試技術。
⑦電磁泄漏與靜電放電等。
電磁兼容學又是技術與管理并重的實用工程學，開展這樣的工程，需要投入大量的人力和財力。國際標準化組織正在制定EMC的有關標準和規(guī)范。我國在這方面的起步雖然較晚，但發(fā)展很快。隨著電源適配器市場的發(fā)展，我國要參與世界技術市場的競爭，進出口的電源適配器都必須通過EMC檢驗。因此，我國政府和相關部門越來越關注EMC問題，不斷制定有關的強制性貫徹標準。各部門和軍兵種也都開始研究并建立了不同規(guī)模的EMC測試室和檢測中心，促進了EMC技術的普及、推廣和應用。我國在1998年已立法強制對六類進口電源適配器（計算機、顯示器、打印機、電源適配器、電視機和音響）及通信終端產(chǎn)品施行EMC檢測。1999年國家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《EMC認證管理辦法》。我國電子技術標準化研究所的EMC測試測試室，被美國聯(lián)邦通信委員會通過了FCC認可。從2000年2月16日起，出口美國的信息技術設備和發(fā)射及接收設備，由該測試室出具的數(shù)據(jù)將被美國直接接受。產(chǎn)品的EMC檢測是實現(xiàn)電磁兼容不可缺少的技術手段，強制貫徹電磁兼容標準，則是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場競爭力的先決條件。
電磁兼容的英文名稱為ElectroMagneticCompatibility，簡稱EMC。所謂電磁兼容是指設備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。這里包含兩層意思：即它工作中產(chǎn)生的電磁發(fā)射要限制在一定水平內(nèi)；另外，它本身要有一定的抗干擾能力。即電氣、電子儀器產(chǎn)生的電磁干擾對其他的任何儀器、系統(tǒng)均不產(chǎn)生影響。另外，即使受到其他儀器、系統(tǒng)的電磁干擾，也具有正常工作的抗擾性。電磁兼容的較大目的就是即使不同的多臺設備在同一環(huán)境下使用時也可以確保正常工作的電磁環(huán)境。這便是設備研制中所必須解決的兼容問題。電磁兼容技術涉及的頻率范圍寬達0～400GHz，研究對象除傳統(tǒng)設施外，還涉及芯片級，而且直到各型艦船、航天飛機、洲際導彈，甚至整個地球的電磁環(huán)境也包含在內(nèi)。
電磁兼容性技術又稱環(huán)境電磁學，在開始的時候它考慮的僅是對無線電廣播帶來的射頻干擾。但當今電子產(chǎn)品的數(shù)量越來越多，各種電子設備發(fā)射功率越來越大，電子設備系統(tǒng)的靈敏度越來越高，并且接收微弱信號能力越來越強，同時電子產(chǎn)品頻帶也越來越寬，尺寸越來越小，相互影響也越來越大。因此，電磁干擾不再局限于輻射，還要考慮感應、耦合和傳導等引起的電磁干擾，如電磁輻射照射對生物的危害、靜電、雷電等也都屬于電磁兼容性范疇。
電磁兼容三要素是干擾源（干擾源）、耦合通路和敏感體，切斷以上任何一項都可解決電磁兼容問題。電磁兼容的解決方案常用的方法主要有屏蔽、接地和濾波，但是這三者或這三者以外的方案都有必然的聯(lián)系。

2．電磁兼容技術名詞
（1）電磁兼容性
電磁兼容性定義為：設備或者系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力。
（2）電磁干擾
電磁干擾定義為：任何可能引起設備、裝置或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或者無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁干擾可引起設備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。它的主要要素有自然和人為的干擾源、通過公共地線阻抗／內(nèi)阻的耦合、沿電源線傳導的電磁干擾和輻射干擾等。電子系統(tǒng)受干擾路徑為經(jīng)過電源、經(jīng)過信號線或控制電纜、場滲透，或者經(jīng)過天線直接進入；并且有電纜耦合從其他設備來的傳導干擾，電子系統(tǒng)內(nèi)部場耦合，其他設備的輻射干擾，電子設備外部耦合到內(nèi)部場，寬帶發(fā)射機天線系統(tǒng)，外部環(huán)境場等。
（3）電磁環(huán)境
電磁環(huán)境定義為：一種明顯不傳送信息的時變電磁現(xiàn)象，它可能與有用信號疊加或組合。
（4）電磁輻射
電磁輻射定義為：電磁波由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象及電磁波在空間的現(xiàn)象。“電磁輻射”一詞的含義有時也可引申，將電磁感應現(xiàn)象也包含在內(nèi)。RFI/EMI可以通過任何一種設備機殼的開口、通風孔、出入口、電纜、測量孔、門框、艙蓋、抽屜和面板及機殼的非理想連接面等進行輻射。RFI/EMI也可由進入敏感設備的導線和電纜進行輻射，任何一個良好的電磁能量輻射器也可以作為良好的接收器。
（5）脈沖
脈沖定義為：在短時間內(nèi)突變，隨后又迅速返回其初始值的物理量。
（6）共模和差模干擾
電源線上的干擾有共模和差模兩種方式，共模干擾存在于電源任何一相對大地或中線對大地間。共模干擾有時也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾，這是載流導體與大地之間的干擾，差模干擾存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾，這是載流導體之間的干擾。共模干擾提示了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中的。而差模干擾則提示了干擾是源于同一條電源電路的。通常這兩種干擾是同時存在的，由于線路阻抗的不平衡，兩種干擾在傳輸中還會相互轉(zhuǎn)化，所以情況十分復雜。干擾經(jīng)長距離傳輸后，差模分量的衰減要比共模大，這是因為線間阻抗與線地間阻抗不同的緣故。出于同一原因，共模干擾在線路傳輸中還會向鄰近空間輻射，而差模則不會，因此共模干擾比差模更容易造成電磁干擾。不同的干擾方式要采取不同的干擾抑制方法才有效。判斷干擾方式的簡便方法是采用電流探頭。采用探頭先單獨環(huán)繞每根導線，得出單根導線的感應值；然后再環(huán)繞兩根導線（其中一根是地線）檢測其感應情況。如果感應值是增加的，則線路中干擾電流是共模的；反之則是差模的。
（7）抗擾度電平／敏感性電平
抗擾度電平定義為：將某給定的電磁干擾施加于某一裝置、設備或者系統(tǒng)仍然能夠正常工作并保持所需性能等級時的較大干擾電平。也就是說，超過此電平時該裝置的系統(tǒng)、設備就會出現(xiàn)性能降低。而敏感性電平是指剛剛開始出現(xiàn)性能降低的電平。所以，對某一裝置、設備或者系統(tǒng)而言，抗擾度電平與敏感性電平是同一個數(shù)值。
（8）抗擾度裕量
抗擾度裕量定義為：裝置、設備或者系統(tǒng)的抗擾度電平限值與電磁兼容電平之間的差值。

3．電磁兼容性的國內(nèi)國外標準
要徹底消除設備的電磁干擾及對外部一切電磁干擾信號不敏感是不可能的，只能通過制訂系統(tǒng)內(nèi)設備與設備之間的相互允許產(chǎn)生的電磁干擾大小及抵抗電磁干擾的能力，才能使電氣設備及系統(tǒng)間達到電磁兼容性的要求。國內(nèi)外大量的電磁兼容性標準為系統(tǒng)內(nèi)的設備相互達到電磁兼容性要求制訂了約束條件。
國際無線電干擾特別委員會（CISPR）是國際電工委員會（IEC）下屬的一個電磁兼容標準化組織，早在1934年就開展EMC標準的研究。CISPR16《無線電干擾和抗擾度測量設備規(guī)范》對電磁兼容性測量接收機、輔助設備的性能及校準方法做出了詳細的要求。CIS-PR17《無線電干擾濾波器及抑制元器件的抑制特性測量》規(guī)定了濾波器的測量方法。CIS-PR22《信息技術設備的無線電干擾限值和測量方法》規(guī)定了信息技術設備在0.15～1000MHz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的電磁干擾限值。CISPR24《信息技術設備抗擾度限值和測量方法》規(guī)定了信息技術設備對外部干擾信號的時域及頻域的抗干擾性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構成了信息技術設備包括電源適配器設備的電磁兼容性測試內(nèi)容及測試方法要求，是目前電源適配器電磁兼容性設計的較基本要求。
IEC（InternationalElectrotechnicalCommission，國際電工委員會）較近也出版了大量的基礎性電磁兼容標準，其中較有代表性的是IEC61000系列標準，規(guī)定了電子電氣設備的雷擊浪涌（SURGE）、靜電放電（ESD）、電快速瞬變脈沖群（EFT）、電流諧波、電壓跌落、電壓瞬變及短時中斷、電壓起伏和閃爍、輻射電磁場、由射頻電磁場引起的傳導干擾抗擾度、傳導干擾及輻射干擾等的電磁兼容性要求。IEC61000系列標準見表。

表　IEC61000系列標準

我國對電磁兼容性標準的研究比較晚，采取的較主要的辦法是引進、消化、吸收。1998年，信息產(chǎn)業(yè)部根據(jù)CISPR22、IEC61000系列標準及ITU-TO.41標準，制訂了YD/T983—1998《通信電源設備電磁兼容性限值及測量方法》，詳盡地規(guī)定了通信電源設備包括通信電源適配器的電磁兼容性的具體測試項目、要求及測試方法，為電源適配器電磁兼容性的檢驗、達標并通過入網(wǎng)檢測明確了設計目標。
國標也等同采用了相應的國際標準，如GB/T17626.1—12系列標準等同采用了IEC61000系列標準；GB9254—1998《信息技術設備的無線電干擾限值及測量方法》等同采用CISPR22；GB/T17618—1998《信息技術設備抗擾度限值和測量方法》等同采用CIS-PR24。

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| 發(fā)布時間：2019.06.05 來源：電源適配器廠家

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