電磁兼容中線纜對傳導發(fā)射試驗結果的影響

【摘要】本文以醫(yī)用顯示器作為測試設備，利用控制單一變量的方法，分析了在低頻段時線纜的擺放、長短等因素對傳導發(fā)射試驗的影響。通過對比發(fā)現(xiàn)，線纜采用短線、去耦方式布置時，對公共電網(wǎng)的干擾更大。

【關鍵詞】電磁兼容；傳導發(fā)射；線纜

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.06.045

Influence of Cables on Conducted Emission Test Results in Electromagnetic Compatibility

XU Tong， WANG Danni， WANG Hongyang

（Liaoning Medical Device Test Institute， Shenyang 110171， China）

Abstract： This article uses medical displays as testing equipment and uses the method of controlling a single variable to analyze the influence of factors such as cable placement and length on conducted emission tests in the low frequency range. Through comparison， it is found that the interference of cables on the mains network is greater when arranged in short lines and decoupling methods.

Keywords： electromagnetic compatibility； conducted emissions； cables

0引言

電磁兼容中有一項測試叫作傳導發(fā)射（Conducted Emission，CE），也被稱為傳導騷擾，是指電子、電氣設備或系統(tǒng)內部的電壓或電流通過信號線、電源線或地線傳輸出去而成為其他電子、電氣設備或系統(tǒng)干擾源的一種電磁現(xiàn)象。幾乎所有具備電源線的產品都會涉及傳導發(fā)射測試。傳導發(fā)射通常用騷擾電壓或騷擾電流的限值來表示，主要測量頻率范圍為150 kHz～30 MHz。

1試驗目的

傳導發(fā)射測試主要用于評估電子、電氣設備或系統(tǒng)在正常工作時，通過信號線、電源線或地線傳輸?shù)碾妷汉碗娏魇欠駮ζ渌O備造成干擾。測試目的是確定這些干擾強度是否超出了規(guī)定的標準界限值。通過比較試驗測量值與標準限值，可以判斷被測設備（EUT）的傳導發(fā)射是否符合要求。如果測量值低于限值，則認為測試通過；如果超過限值，則測試失敗。這樣的測試確保了在公共電網(wǎng)上工作的其他設備不會受到干擾。本文研究了線纜的布置方式和線纜長度對電源低頻段干擾強度的影響，為電磁兼容測試整改方向和電子設備電源端的設計提供了參考。

2試驗設備

試驗所采用的主要設備有測量接收機、人工電源網(wǎng)絡、醫(yī)用顯示器。

測量接收機是電磁兼容（EMC）測試中最常用的測試儀器，儀器類型包括準峰值測量接收機、峰值測量接收機、平均值測量接收機和均方根值測量接收機。

人工電源網(wǎng)絡是傳導發(fā)射的重要設備。其主要的作用有隔離電子設備產生的電磁騷擾、作為中間媒介將被測物產生的騷擾信號傳輸?shù)浇邮諜C以及提供一個穩(wěn)定的特性阻抗。

本文采用的醫(yī)用顯示器為家用設備，與公共電網(wǎng)直接相連。設備滿足GB 4824—2019《工業(yè)、科學和醫(yī)療設備射頻騷擾特性限值和測量方法》中規(guī)定的傳導騷擾限值，從而確保不會對電網(wǎng)中其他公共設備的正常工作造成干擾。具體的限值見表1。

3試驗布置

為了避免試驗過程中其他干擾源可能產生的非預期干擾，本次傳導發(fā)射安排在3米法電波暗室中進行。暗室由鉛屏蔽材料和尖劈材料共同組成，以防止外界產生的電磁輻射和電離輻射對本次試驗造成的干擾。根據(jù)工況要求，采用臺式設備進行試驗布置。臺式設備傳導發(fā)射試驗布置見圖1。

4試驗分析

本文通過線纜之間的差異，選取GB 4824—2019中1組B類設備的家用標準的限值作為參考，選取低頻段波動較為突出的準峰值、平均值作為參考點進行試驗比對。首先采用去耦的方式對線纜進行捆扎，試驗數(shù)據(jù)見表2，布置見圖2。

選用環(huán)形盤繞對線纜進行捆扎，這種方式為抗擾度試驗空間輻射較為苛刻的條件。試驗數(shù)據(jù)見表3，布置見圖3。

由于檢波帶寬的影響，終掃選擇掃頻方式時得到的頻率有所偏差。通過對上述兩組數(shù)據(jù)對比，比較終掃時準峰值的差距可以看出，去耦式捆扎線纜的數(shù)據(jù)裕量比環(huán)形盤繞式捆扎線纜的數(shù)據(jù)裕量小了接近1 dB。這表明去耦式捆扎的線纜衰減較小，對電源端的干擾更強，選取該捆扎布置方式的線纜對公共電網(wǎng)的騷擾更大。

接下來采用不同的線纜長度來比較被測物對公共電網(wǎng)的騷擾能力。由于短線受限于線纜長度無法按照臺式設備的布置進行，考慮到不同高度對試驗的影響，我們將測試設備的高度下降到10 cm作為相同條件進行測試，其試驗結果見表4，布置見圖4。

在相同高度情況下，改為30 cm短線進行試驗，其試驗數(shù)據(jù)見表5，布置見圖5。

通過對上述兩組數(shù)據(jù)進行對比發(fā)現(xiàn)，若不考慮電源線差異損耗，在低頻段終掃掃頻的方式下，短線纜布置方式的準峰值裕量明顯小于長線纜布置方式的準峰值裕量。這表明在其他條件保持不變的情況下，短線纜布置對公共電網(wǎng)的干擾影響更大。

5結束語

本文研究了電磁兼容傳導發(fā)射線纜的布置對低頻段的網(wǎng)電源騷擾影響。通過分析比對得出，線纜采用去耦方式捆扎，并且電源線較短時，傳輸過程中損耗更小，對公共電網(wǎng)的干擾更大。

【參考文獻】

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【作者簡介】

許通，男，1991年出生，工程師，碩士，研究方向為電磁兼容性檢測、機械工程。

（編輯：侯睿琪）