淺談WPT 系統(tǒng)的EMC 測試

周芳嬡

（深圳市計量質(zhì)量檢測研究院，深圳 518055）

引言

無線電能傳輸（WPT）系統(tǒng)是由電源供電的發(fā)射裝置，由電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶艌?，該電磁場將能量通過空間傳輸給接收裝置，接收裝置從電場中提取能量并將其提供給電力負(fù)載。

WPT 系統(tǒng)包含兩部分：（1）電能量發(fā)射器，具有附加的通信能力，與接收部分一起控制充電功能。功率發(fā)射機(jī)也可稱為基站。（2）電能量接收器，它將接收到的能量提供給移動設(shè)備，并對移動設(shè)備狀態(tài)和充電操作執(zhí)行控制/監(jiān)視功能。這兩部分結(jié)合起來除了傳輸模式外，還可以傳輸和接收數(shù)據(jù)，例如控制移動設(shè)備狀態(tài)和優(yōu)化傳輸模式。

1 WPT 系統(tǒng)的工作頻率和工作模式概述

WPT 系統(tǒng)在30 MHz 以下的工作頻率范圍：19 kHz - 21 kHz，79 kHz t- 90 kHz，100 kHz to 119 kHz，119 kHz -140 kHz，140 kHz - 148.5 kHz，148.5 kHz - 300 kHz，6 765 kHz - 6 795 kHz.

表1 WPT系統(tǒng)中操作模式的概述

圖1 模式1

圖2 模式2

圖3 模式3和模式4

2 測試項目的描述

2.1 允許的工作頻率范圍

適用于所有的WPT 系統(tǒng)。允許的工作頻率為19-21kHz，59-61kHz，79-90kHz，100-300kHz，6765-6795kHz，它同樣表示測試樣品在其工作頻率范圍（OFR）的相應(yīng)頻率范圍。

2.2 工作頻率范圍（OFR）

適用于所有的WPT 系統(tǒng)。工作頻率范圍是WPT 系統(tǒng)有意傳輸?shù)念l率范圍（所有工作模式見表2），由功率包絡(luò)所占的最低頻率（fL）和最高頻率（fH）來決定的。

WPT 系統(tǒng)可以有多個工作頻率范圍。對單頻系統(tǒng)的工作頻率范圍就是WPT 系統(tǒng)的占用帶寬（OBW）；對多頻系統(tǒng)的工作頻率范圍見圖4和圖5。

圖4 在指定頻率范圍內(nèi)和在一個WPT系統(tǒng)周期時間內(nèi)的多頻WPT系統(tǒng)的工作頻率范圍

圖5 在指定的兩個頻率范圍內(nèi)和在一個WPT系統(tǒng)周期時間內(nèi)的多頻WPT系統(tǒng)的工作頻率范圍

2.3 磁場

適用于所有的WPT 系統(tǒng)。磁場是指在規(guī)定的測試條件下，輻射磁場按最大場強(qiáng)方向來確定。

表2 磁場限值

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2.4 發(fā)射機(jī)的雜散發(fā)射

適用于所有的WPT 系統(tǒng)。

單頻系統(tǒng)的輻射雜散發(fā)射應(yīng)考慮圖6中定義的頻率范圍內(nèi)（f< fSL 和f > fSH）。

圖6 單頻WPT 系統(tǒng)帶外的的輻射雜散域

多頻系統(tǒng)的輻射雜散發(fā)射（在表2中一個WPT 系統(tǒng)頻率范圍內(nèi)）應(yīng)考慮圖7中定義的頻率范圍內(nèi)（f < fSL 和 f > fSH）。

圖7 多頻WPT 系統(tǒng)帶外的的輻射雜散域（在一個WPT系統(tǒng)的的周期內(nèi)）

表3 30 MHz以下雜散輻射的輻射場強(qiáng)限值

表4 30 MHz到1GHz雜散輻射的輻射場強(qiáng)限值

2.5 發(fā)射機(jī)的帶外發(fā)射

適用于所有的WPT 系統(tǒng)。

WPT 系統(tǒng)的帶外發(fā)射是指在圖4和圖5中所定義的頻率范圍（在f SL 和f L 之間，在f H 和f SH 之間）。帶外發(fā)射的限值可直觀圖4和圖5。

2.6 WPT 系統(tǒng)的無用傳導(dǎo)發(fā)射

適用于電纜到主線圈的長度超過3米，并且電纜沒有安裝在地面或任何金屬結(jié)構(gòu)中的WPT 系統(tǒng)。

WPT 系統(tǒng)的無用傳導(dǎo)發(fā)射是基于電纜上不需要的共模電流的排放物，這些共模電流位于板外電源和主線圈之間，主線圈被視為是驅(qū)動在電源上的單極散熱器，。

1MHz 至30MHz 之間的共模電流（ICM）不得超過限值：ICM=47-8×log（f）dBμA

注：f 為頻率（MHz）.

2.7 接收阻塞

適用于模式1、模式2和模式3中的所有WPT 系統(tǒng)。

阻塞是對接收機(jī)接收所需信號的能力的一種度量，由于在接收雜散響應(yīng)之外的任何頻率存在不需要的輸入信號，因此接收機(jī)接收到所需信號的能力不會超過給定的衰減。試驗應(yīng)在相關(guān)操作模式下進(jìn)行。作為接收機(jī)阻塞測試的標(biāo)準(zhǔn)：按預(yù)期使用而不降低性能；或手冊中描述的WPT 系統(tǒng)顯示了性能的下降（制造商應(yīng)在WPT 系統(tǒng)中聲明用于確定接收部件性能的性能標(biāo)準(zhǔn)（與模式有關(guān)））。

表5 接收阻塞的限值

3 結(jié)束語

WPT 技術(shù)在過去的幾十年里取得了很大的發(fā)展，在很多沒有直接電接觸的場合中使用（如智能手機(jī)充電、植入式設(shè)備充電、電動汽車充電等）。市場需求量逐步增多，電磁兼容測試逐漸成熟。日新月異的科學(xué)技術(shù)使WPT 系統(tǒng)的設(shè)備更能滿足消費(fèi)者的需求。

注：F 為工作頻率范圍，具體見工作頻率范圍的定義。fc 為工作頻率的中心頻率。