通信開關電源的EMC全面剖析

　　現(xiàn)代通信，電子、電氣設備的正常工作都離不開電源。通信電源在通信設備中具有不可比擬的重要地位。隨著通信事業(yè)的飛速發(fā)展，手機、電話、電腦等 通信工具走人人們的生活，已經變得越來越普遍。通信設備的不斷更新，對于通信開關電源的要求也越來越高。通信開關電源具有體積小、重量輕、效率高、工作可 靠等優(yōu)點，廣泛應用于光數(shù)據(jù)傳輸、程控交換、無線基站、有線電視系統(tǒng)及IP網絡中，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(tǒng)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(tǒng)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構成了信息技術設備包通信開關電源設備的電磁兼容 性測試內容及測試方法要求，是目前通信開關電源電磁兼容性設計的最基本要求。

　　2、通信開關電源的干擾

　　通信開關電源要穩(wěn)定工作就要有很強的抗電磁干擾能力，對于電場，磁場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(wěn)定且不間斷，同時也要不受通信系統(tǒng)本身因通信時電磁波帶來的干擾。一般來講，開關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。

　　開關電源的干擾來源有：開關電源的大功率開關管工作在高壓大電流的切換狀態(tài)，由導通切換為關斷狀態(tài)時形成浪涌電壓，或由關斷切換為導通狀態(tài)時形 成的浪涌電流，它們的高次諧波成分會通過空間向外發(fā)射或通過電源線的傳導構成干擾源。由關斷切換為導通狀態(tài)時，開關變壓器副方的整流二極管受反方向恢復特 性的限制，產生尖峰狀的反向電流，它與二極管結電容以及引線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。

　　通信開關電源電磁干擾特點：

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

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

　　(3)部分電磁場通過開關電源機殼的縫隙，向周圍空間輻射，與通過電源線、直流輸出線產生的輻射電磁場，一起通過空間傳播的方式，對其他高頻設備及對電磁場比較敏感的設備造成干擾，引起其他設備工作異常。

　　因此，對通信開關電源，要限制由負載線、電源線產生的傳導干擾圾空間傳播時產生的輻射電磁場干擾量，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，互不產生干擾。

　　3、開關電源的電磁兼容性問題分析

　　通信開關電源因工作在高電壓大電流的開關工作狀態(tài)下，其引起電磁兼容性問題的原因是相當復雜的。有通信系統(tǒng)的高頻信號對開關電源的電磁干擾;同 時，開關電源由于本身的電路設計，PCB布線，元器件的性能等也會對通信，或其他電子、電氣設備產生干擾。其中，按耦合通路來分，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(tǒng)內的干擾分為共模干擾和差模干擾兩種。通常，線路電源線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。

　　在開關電源中，主功率開關管在高電壓、大電流或以高頻開關方式工作下，開關電壓及開關電流的波形在阻性負載時近似為方波，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。由于電壓差可以產生電場、電流的流動可以產生磁場，以及豐富的諧波電壓電流的高頻部分在設備內部產生電磁場，從而造成設備內部工作的不穩(wěn) 定，使設備的性能降低。同時，由于電源變壓器的漏電感及分布電容，以及主功率開關器件的工作狀態(tài)并不是理想的，在高頻開或關時，常產生高頻高壓的尖峰諧波 振蕩，該諧波振蕩產生的高次諧波，通過開關管與散熱器問的分布電容傳入內部電路或通過散熱器及變壓器向空間輻射。