某裝置電磁兼容測試的分析改進

鄢興俊 楊寶龍

（中國船舶重工集團公司712研究所，武漢 430064）

某裝置（以下簡稱本裝置）依據(jù)其電磁兼容性試驗大綱進行了電磁兼容試驗，測試項目有CE101、CE102、CS01、CS06、CS114、CS116、RE101、RE102、RS101、RS103共 10項，其中CE101、RE102、CS116項不合格，其余項合格。我們針對上述三個不合格項進行了分析與整改，詳細情況如下。

1 CE101項

本裝置在150～350 Hz共5個點超標，分別為50 Hz的3次至7次諧波。

a）經(jīng)分析頻率在0.1 MHz以下的干擾中差模傳導干擾信號占主導地位[1]，整改中先以抑制差模干擾信號為出發(fā)點。在試驗驗證過程中，發(fā)現(xiàn)采用多種濾波方式，在150～350 Hz頻段內(nèi)電磁干擾均只能稍微降低1～2 dB，但同時其他頻段的電磁干擾顯著增加。表明依據(jù)抑制差模干擾信號的原理在150～350 Hz頻段內(nèi)不能達到降低電磁干擾的目標。

b）考慮到本裝置計算機、車鐘等設(shè)備采用開關(guān)電源供電方式，開關(guān)電源工作時，在50 Hz的奇次頻率上產(chǎn)生了豐富的諧波[2]；導致本裝置在工作時產(chǎn)生了較高的無功功率，使本裝置工作時有功功率偏低，電網(wǎng)的功率因數(shù)較低。故調(diào)整整改方向為增加本裝置的功率因數(shù)。首先，擬采用無源無功功率補償技術(shù)來降低本裝置的無功功率，達到提高電網(wǎng)功率因數(shù)的目的。針對車鐘電源的電路部分進行了整改，選取了有效的 L、C參數(shù)后進行摸底，仍未達到目標；之后考慮到無功功率補償技術(shù)的局限性，改為采用有源無功功率補償技術(shù)來進行整改，使用GLF-1有源功率因數(shù)調(diào)節(jié)模塊后進行摸底測試，在150～350 Hz降低了6 dB，達到了目標。

從以上可以看出，在開關(guān)電源選型或設(shè)計時應(yīng)根據(jù)負載要求留出一定裕量，但是裕量不可過大，否則將造成電源效率低下，無功功率過高。

2 RE102項

對于RE102項超標的情況，課題人員進行了診斷，發(fā)現(xiàn)在液晶顯示器左邊兩個角上存在比較大的泄漏，針對此現(xiàn)象，課題人員提出了整改方案如下：

a) 增加液晶顯示器內(nèi)部金屬絲網(wǎng)與結(jié)構(gòu)件接觸面積，并針對液晶顯示器內(nèi)部電路采取進一步的屏蔽措施；

b) 屏蔽電纜在進設(shè)備時屏蔽層必須與屏蔽體360°的接觸，保證阻抗足夠小。

要通過 RE102項測試主要應(yīng)在設(shè)備的安裝孔、縫隙、門、電纜進線端[5]等易對外產(chǎn)生泄漏的位置進行封堵，減小電磁波對外泄漏的途徑。

3 CS116項

本裝置首次測試時進行CS116項測試時出現(xiàn)了連續(xù)黑屏現(xiàn)象。10 MHz試驗時，當測試設(shè)備發(fā)出脈沖后，顯示器立即黑屏，在后面的 0.1 s時顯示器稍微閃亮一下，畫面能分辨出來。但立即被1 s后測試設(shè)備發(fā)出的脈沖覆蓋，顯示器繼續(xù)黑屏。在頻譜儀上能看到電纜感應(yīng)到了10 V左右的電壓。表現(xiàn)為顯示器黑屏后不能自動恢復。實際情況是計算機和顯示器均正常工作，受到脈沖后黑屏。經(jīng)分析導致試驗失敗的原因主要有兩個[4]：

a）流過電流卡鉗的試驗電流以互感耦合的方式在電纜束中的每根導線上感應(yīng)出共模電壓，由于線路的不平衡性，在電路的輸入端產(chǎn)生差模電壓，從而對電路產(chǎn)生影響；

b）通過電流卡鉗注入到電纜束中導線上的電壓，在導線上產(chǎn)生電流，這個噪聲電流流進機箱后，產(chǎn)生二次輻射對機箱內(nèi)的敏感電路造成干擾，或者與鄰近的敏感電路之間發(fā)生耦合。

針對CS116項測試電纜采取了以下措施：

a）打開計算機后面板，發(fā)現(xiàn)電源線和顯示信號線用扎帶捆扎在一起；剪開捆扎電源線和顯示信號線的扎帶，將電源線和顯示信號線分開走線，另用扎帶將電源線和顯示信號線分別捆扎；

b）計算機和顯示器的機殼地和信號地均懸空，未連接。在高頻干擾下會導致工作不穩(wěn)定[3]。計算機、顯示器各自的信號地與機殼地均要連接起來。不能分開采用所謂的浮地技術(shù)。顯示器的機殼地和信號地之間有連接片，直接用連接片將其連接；計算機的機殼地和信號地之間距離較遠，沒有連接片，采用屏蔽絲網(wǎng)將其連接。

c）電纜較長，線路阻抗大，將電纜長度減少，減小線路阻抗；并在電纜外層增加金屬絲網(wǎng)，并與航插的接頭處形成360°端接；金屬絲網(wǎng)兩頭接機殼；電纜雖然外部用防波套包扎緊密，但是電纜導線與航插還是有空隙，要用銅箔帶與屏蔽層360°端接，并與航插連接緊密。最好沒有縫隙。

采用了上述三種措施后，CS116項通過測試。對于高頻信號來說，為了降低地線阻抗，一般均采用多點接地方式。電磁兼容測試時工作頻帶很寬，要濾除掉10 MHz高頻強干擾需要采用多點接地方式，這時可以使用混合接地，即是電路中既有單點接地又有多點接地。見圖1。

圖1

4 結(jié)束語

電磁兼容是一門具有很強實踐型的學科，在整改中除了要有理論的指導，還要在實踐中結(jié)合實際情況融會貫通，把理論上的知識點結(jié)合起來，才能通過電磁兼容測試。

[1] 陳窮主編. 電磁兼容性工程設(shè)計手冊. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1993年.

[2] 王兆安等編著. 諧波抑制和無功功率補償. 北京:機械工業(yè)出版社, 2004年.

[3] 郭銀景等編著. 電磁兼容原理及應(yīng)用教程. 北京:清華大學出版, 2004年.

[4] 鄭軍奇編著. EMC設(shè)計與測試案例分析. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2006年.

[5] 鄭軍奇編著. 電磁兼容技術(shù)之產(chǎn)品研發(fā)與認證. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2006年.