通信开关电源的电磁兼容性

摘要：简要介绍了通信开关电源的电磁兼容性要求、国内外标准、电磁兼容性的成因、研究解决方法及国内通信开关电源的电磁兼容性现状。

1　引言

通信开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、工作可靠、具有远程监控等原因，广泛的应用于程控交换、光数据传输、无线基站、有线电视系统及ＩＰ网络中，是信息技术设备正常工作的核心动力。
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随着信息技术的发展，信息技术设备遍布祖国大江南北，从发达的中心城市至贫穷落后的偏远山区，为人与人间的沟通交流及数据传输提供了极大的便利。通信设备的电网供电质量由于城乡间的差异，即有稳定的大电网如核电、火电、水电等并网的供电方式，同时也有独立的小水电单独供电方式。特别是在小水电站供电方式下，因水量的变化复杂、用户用电量的变化较大及设备工作的不稳定，造成电网波形失真严重及其电网电压和大幅波动，同时因配电系统的接线不规范，对通信开关电源也造成了严峻的考验。

铁路通信及电力通信正在发展壮大。由于电力机车经过之处，产生很强的感应电压，使地线电压产生很大的波过，从而引起电网电压的很大的波动，强大的电场容易引起开关电源设备工作的瞬时不稳定。在高压电网运行的通信开关电源，虽然电网电压稳定，但容易受电网负载变化等引起的强电磁场的搔扰影响。

用于基站的通信用开关电源，由于多安装在较高的建筑物上或是山顶，更容易受到雷电的袭击。

因此，通信开关电源要有很强的抗电磁搔扰的能力，特别是对雷击、浪涌、电网电压、静电、电场、磁场及电磁波等要有足够的抗扰动能力，保证自身能够正常工作以及通信设备供电的不间断而且稳定。

另一方面，因通信开关电源内部的功率开关管、整流或续流二极管及主功率变压器，在高压、大电流及高频开关的方式下工作，其电压电流波形多为方波。在高压大电流的方波切换过程中，方波电压电流将产生丰富的谐波电压及谐波电流，这些谐波电压及谐波电流可通过电源输入线或开关电源的输出线传出，对与通信电源在同一电网上供电的其它设备及电网产生搔扰，同时对由通信电源供电的设备如程控交换设备、无线基站、光传输设备及有线电视设备等产生搔扰，使设备不能正常工作。由于电压差可以产生电场、电流的流动可以产生磁场，丰富的谐波电压电流的高频部分，在开关电源内部产生电磁场，造成开关电源内部工作的不稳定，使电源的性能降低。有部分电磁场通过开关电源机壳的缝隙，向周围空间辐射，与通过电源线、直流输出线产生的辐射电磁场，一起通过空间传播的方式，对其它高频设备及对电磁场比较敏感的设备造成搔扰，引起其它设备工作异常。

因此，要限制通信开关电源对由负载线、电源线产生的传导搔扰量对空间产生的辐射电磁场搔扰量，使之能与处于同一环境中的其它电信设备均能够正常工作，互不产生搔扰。

2　电磁兼容性的国内国外标准

电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能随的电磁搔扰的能力要彻底消除设备的电磁搔扰及对外部一切电磁搔扰信号不敏感是不可能的。只能通过制订系统内设备与设备之间的相互允许产生的电磁搔扰大小及抵抗电磁搔扰的能力，才能使电气设备及系统间达到电磁兼容性的要求。国内外大量的电磁兼容性标准，为系统内的设备相互达到电磁兼容性要求制订了约束条件。

国际无线电干扰特别委员会（CISPR）是国际电工委员会（IEC）下属的一个电磁兼容标准化组织，早在1934年就开展EMC标准的研究，下设六个分会。其中第六分会（SCC）主要负责制订关于干扰测量接收机及测量方法的研究。CISPR16《无线电干扰和抗扰度测量设备规范》对电磁兼容性测量接收机、辅助设备的性能以及校准方法作出了详细的要求。CISPR17《无线电干扰滤波器及抑制元件的抑制特性测量》制订了滤波器的测量方法。CISPR22《信息技术设备的无线电搔扰限值和测量方法》规定了信息技术设备在0.15-1000MHz频率范围内产生的电磁搔扰限值。CISPR24《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》规定了信息技术设备对外部搔扰信号的时域及频域的抗搔扰性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24构成了信息技术设备包括通信开关电源设备的电磁兼容性测试内容及测试方法要求。是目前通信开关电源电磁兼容性设计的最基本要求。

IEC最近也出版了大量的基础性电磁兼容标准。其中最有代表性的是IEC61000系列标准，规定了电子电气设备的雷击浪涌（SURGE）、静电放电（ESD）、电快速瞬变脉冲群（EFT）、电流谐波、电压跌落、电压瞬变及短时中断、电压起伏和闪烁、辐射电磁场、由射频电磁场引起的传导搔扰抗扰度、传导搔扰及辐射搔扰等的电磁兼容性要求。