電磁兼容性是指設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中的任何設備構成不能承受的電磁干擾的能力。

要徹底消除設備的電磁干擾是不可能的，只能通過系統地制定設備與設備之間的相互允許產生的電磁干擾的大小及抵抗電磁干擾的能力的標準，才能使電氣設備及系統間達到電磁兼容的要求。國內外大量的電磁兼容性標準為系統內的設備相互達到電磁兼容性制定了約束條件。

國際無線電干擾特別委員會（CISP）是國際電工委員會（IEC)下屬的一個電磁兼容標準化組織，其中第六分會（SCC）主要負責制定關于干擾測量接收機及測量方法的標準。《無線電干擾和抗干擾度測量設備規范》（CISPR16）對電磁兼容性測量接收機、輔助設備的性能以及校準方法給出了詳細的要求：《無線電干擾濾波器及抑制元件的抑制特性測量》（CISPR17)制定了濾披器的測量方法：《信息技術設備無線電干擾限值和測量方法》（CISPR22）規定了信息技術設備在0.15～1000MHz頻率范圍內產生的電磁干擾限值；《信息技術設備抗擾度限值和測量方法》（CISPR24）規定了信息技術設備對外部干擾信號的時域及頻域的抗干擾性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構成了信息技術設備包括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。

IEC公布有大量的基礎性電磁兼容性標準，其中最有代表性的是IEC61000系列標準。美國聯邦委員會制定的FCC15，德國電氣工程師協會制定的OCE0871、2AL、OCE0871、2A2,OCE0878，都對通信設備的電磁兼容性提出了要求。我國國標采用了相應的國際標準。如GB/T17626.1～GB/T17626.12系列標準等同采用了IEC61000系列標準：GB9254-1998《信息技術設備的無線電干擾限值及測量方法》等同采用CISPR22;GB/T17618-1998《信息技術設備抗擾度限值和測量方法》等同采用CISPR24。

開關電源的電磁兼容性

1.電磁兼容性

在很多場合，開關電源，特別是通信開關電源要有很強的抗電磁干擾能力，如對浪涌、電網電壓波動的適應能力，對靜電干擾、電場、磁場及電磁波等的抗干擾能力，保證自身能夠正常工作以及對設備供電的穩定性。一方面，因開關電源內部的功率開關管、整流或續流二極管及主功率變壓器是在高頻開關的方式下工作，其電壓、電流波形多為方波。在高壓大電流的方波切換過程中，將產生嚴重的諧波電壓及電流。這些諧波電壓及電流一方面通過電源輸入線或開關電源的輸出線傳出，對與電源在同一電網上供電的其他設備及電網產生干擾，使設備不能正常工作。另一方面，嚴重的諧波電壓和電流在開關電源內部產生電磁干擾，從而造成開關電源內部工作的不穩定，使電源的性能降低。還有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。因此對開關電源要限制由負載線、電源線產生的傳導干擾及有輻射傳播的電磁場干擾，使處在同一電磁環境中的設備能夠正常工作，互不干擾。

2.電磁兼容的要素

電磁兼容的三個要素為：干擾源、傳播途徑及受干擾體。

開關電源因工作在開關狀態下，其引起的電磁兼容性問題是相當復雜的。從整機的電磁兼容性講，主要有共阻抗藕合、線間藕合、電場藕合、磁場禍合和電磁波藕合幾種。

(1）共阻抗藕合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗，通過該阻抗使干擾信號進入受干擾對象。

(2）線間稿合主要是產生干擾電壓及干擾電流的導線或PCB線，因并行布錢而產生的相互糯合。

(3）電場藕合主要是由于電位差的存在，產生的感應電場對受干擾體產生的精合。

(4）磁場禍合主要是大電流的脈沖電源線附近產生的低頻磁場對干擾對象產生的耦合。

(5）電磁波糯合主要是由于脈動的電壓或電流產生的高頻電磁波，通過空間向外輻射，對相應的受干擾體產生的耦合。

實際上每一種耦合方式是不能嚴格區分的，僅是側重點不同而己。在開關電源中，主功率開關管在很高的電壓下以高頻開關方式工作，開關電壓及開關電流均為方波，該方波所含的高次諧波的頻譜可達方波頻率的1000次以上。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并非理想，在高頻開或關時，常常產生高頻、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間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。用于整流及續流的開關二極管也是產生高頻干擾的一個重要原因。因整流及續流二極管工作在高頻開關狀態，由于二極管的引線寄生電感、結電容的存在以及反向恢復電流的影響，使之工作在很高的電壓及電流變化率下，而產生高頻振蕩，因整流及續流二極管一般離電源輸出線較近，其產生的高頻干擾最容易通過直流輸出錢傳出。

開關電源為了提高功率因數，均采用了有源功率因數校正電路。同時，為了提高電路的效率及可靠性，減小功率器件的電應力，大量采用了軟開關技術。其中零電壓、零電流或零電壓零電流開關技術應用最為廣泛。軟開關技術極大地降低了開關器件所產生的電磁干擾。但是，軟開關無損吸收電路多利用L、C進行能量轉移，利用二極管的單向導電性能實現能量的單向轉換，因而該諧振電路中的二極管成為電磁干擾的一大干擾源。

開關電源中一般利用儲能電感及電容器組成L、C濾波電路，實現對差模及共模干擾信號的濾波，以及將交流方波信號轉換為平滑的直流信號。由于電感繞組分布電容，導致了電感繞組的自諧振頻率降低，從而使大量的高頻干擾信號穿過電感繞組，沿交流電源線或直流輸出線向外傳播。隨著干擾信號頻率的上升，濾波電容器由于引線電感的作用導致電容量及濾波效果不斷下降，直至達到諧振頻率以上時，完全失去電容器的作用而變為感性。不正確地使用濾波電容及引線過長，也是產生電磁干擾的一個原因。開關電源PCB布線不合理、結構設計不合理、電源線輸入濾波不合理、輸入/輸出電源線布線不合理、檢測電路的設計不合理，這些均會導致系統工作的不穩定或降低對靜電放電、快速瞬變脈沖串、雷擊、浪涌及傳導干擾、輻射干擾及輻射電磁場等的抗擾性能力。在進行電源電磁兼容性的研究時，一般是運用CISPR16及IEC61000中規定的電磁場檢測儀器及各種干擾信號模擬器、附助設備，在標準測試場地或實驗室內部，通過詳盡的測試分析，結合對電路性能的理解來進行。

3.提高開美電源的電磁兼容性

從電磁兼容性的三要素講，要提高開關電源的電磁兼容性，需從以下三個方面進行：

(1）減小干擾源產生的干擾信號。

(2）切斷干擾信號的傳播途徑。

(3）增強受干擾體的抗干擾能力。

對開關電源產生的對外干擾，如電源線諧波電流、電源線傳導干擾、電磁場輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來解決。一方面，可以增強輸入／輸出濾波電路的設計，改善有源功率因數校正（APFC)電路的性能，減少開關管及整流、續流二極管的電壓和電流的變化率，采用各種軟開關電路拓撲及控制方式等：另一方面，加強機殼的屏蔽效果，改善機殼的縫隙泄漏，并進行良好的接地處理。

對外部的抗干擾能力，如浪涌、雷擊應優化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。對雷擊可采用氧化辭壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來解決。對于靜電放電，采用TVS管及相應的接地保護，加大小信號電路與機殼等的電距離，或選用具有抗靜電干擾的器件來解決。減小開關電源的內部干擾，應從以下幾個方面入手：注意數字電路與模擬電路PCB布線的正確區分、數字電路與模擬電路電源的正確去輯：注意數字電路與模擬電路單點接地，大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點接地，以減小共阻干擾，減小地環的影響：布線時注意相鄰線間的間距及信號性質，避免產生串擾：減小地線阻抗：減小高壓大電流線路特別是變壓器初級與開關管、電源濾波電容電路所包圍的面積：減小輸出整流電路及續流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積：減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容：采用諧振頻率高的濾波電容器等。

在傳播途徑方面，適當地增加高抗干擾能力的TVS及高頻電容、鐵氧體磁珠等元器件，以提高小信號電路的抗干擾能力：與機亮距離較近的小信號電路，應加適當的絕緣耐壓處理等：功率器件的散熱器、主變壓器的電磁屏蔽層要適當接地：各控制單元間的大面積接地用接地板屏蔽：在整流器的機架上，要考慮各整流器間電磁藕合、整機地線布置等，以改善開關電源內部工作的穩定性。

審核編輯黃昊宇